Naukowcy przy nieocenionym wsparciu sztucznej inteligencji odkryli antybiotyk, który pomoże w zwalczaniu groźnego gatunku superbakterii. Abaucyna, bo o tym lekarstwie mowa będzie pomagała w leczeniu pacjentów. Liczba zgonów z powodu zakażeń antybiotykoopornych rośnie i spekuluje się, że będzie zabijać nawet milion osób rocznie. AI pomogło w wyselekcjonowaniu potencjalnych antybiotyków spośród kilku tysięcy. Wyodrębnione przez sztuczną inteligencję lekarstwa zostały poddane testom laboratoryjnym.
Spis treści
Mamy coraz większy problem jako społeczeństwo. Nadmiar przyjmowanych antybiotyków sprawia, że te w momencie, gdy potrzebujemy ich najbardziej, przestają działać. Jest to tzw. antybiotykooporność. Jest to zdolność bakterii do przezwyciężania działania antybiotyków, które pierwotnie były skuteczne w ich zwalczaniu. Bakterie rozwijają swoją oporność na różnego rodzaju medykamenty poprzez rozmaite mechanizmy. Możemy do nich zaliczyć na przykład mutacje genetyczne lub zdolność do transferu genów oporności między bakteriami. Głównym jednak czynnikiem przyczyniającym się do rozwijania oporności jest nadmierna i zdecydowanie niewłaściwa skłonność człowieka do nadużywania antybiotyków.
Antybiotykooporność stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego, ponieważ utrudnia albo nawet uniemożliwia skuteczne leczenie zakażeń bakteryjnych i zwiększając ryzyko powikłań i śmiertelności. Potrzebne jest więc szerzenie i promocja informacji dotyczących racjonalnego stosowania antybiotyków tak, by zatrzymać rozprzestrzenianie się opornych bakterii.
Antybiotyk na miarę naszych antybiotykoopornych czasów
Acinetobacter baumannii to jedna z trzech superbakterii, które Światowa Organizacja Zdrowia (WHO — World Health Organization) określiła jako „krytyczne” zagrożenie. Jest odpowiedzialna za między innymi powodowanie zapalenia puc oraz zakażeń ran. Najczęściej pojawia się w domach opieki oraz szpitalach — potrafi przetrwać na różnych powierzchniach i sprzęcie medycznym. i jest odporna na prawie każdy antybiotyk. To ona właśnie była sporym utrudnieniem i zagrożeniem wśród rannych żołnierzy amerykańskich podczas walk w Iraku czy Afganistanie. I to na niej naukowcy z McMaster University w Kanadzie postanowili skupić swoje badania.
Ta praca potwierdza korzyści płynące z uczenia maszynowego w poszukiwaniu nowych antybiotyków — powiedział Jonathan Stokes w rozmowie z The Guardian — Wykorzystując sztuczną inteligencję, możemy szybko eksplorować rozległe obszary przestrzeni chemicznej, znacznie zwiększając szanse na odkrycie zasadniczo nowych cząsteczek przeciwbakteryjnych.
Jonathan Stokes, adiunkt na Wydziale Biomedycyny i Biochemii McMaster University, który pomagał poprowadzić badanie.
W tym celu wykorzystali sztuczną inteligencję, która okazała się być niesamowitym ułatwieniem. Początkowo badacze skupili się na odpowiednim jej wyszkoleniu, by znalazła nowy antybiotyk. Najpierw jednak postanowili przetestować działanie na Acinetobacter baumanni tysięcy leków.
Antybiotyk, który okazał się skuteczny
Z przeprowadzonych ręcznie testów sztuczna inteligencja mogła poznać chemiczne właściwości leków, które były skuteczne wobec tej superbakterii. AI otrzymała listę 6680 związków, których skuteczność była nieznana. Z tejże listy w zaledwie półtorej (!) godziny stworzyła krótką listę obiecujących substancji.
Po przetestowaniu 240 związków w laboratorium znaleziono dziewięć potencjalnych antybiotyków. Abaucyna okazała się strzałem w dziesiątkę. Ten niezwykle silny antybiotyk był w stanie leczyć zakażone rany u myszy i zabijać bakterie pochodzące z próbek pobranych od pacjentów. Cechą charakterystyczną, która wyróżnia abaucynę na tle innych jest to, że wykazuje się pewną selektywnością — nie szkodzi innym gatunkom takim jak na przykład bakteriom jelitowym, pożytecznym dla organizmu. Eksperci uważają, że ta selektywność powinna z powodzeniem utrudniać powstawanie odporności na ten lek oraz zmniejszać prawdopodobieństwo skutków ubocznych. Jakie są następne kroki?
Wiem, że antybiotyki o szerokim spektrum działania nie są optymalne, a patogeny mają zdolność ewoluowania i dostosowywania się do każdej sztuczki, jaką im rzucimy… Metody sztucznej inteligencji dają nam możliwość znacznego zwiększenia tempa odkrywania nowych antybiotyków i możemy to zrobić, obniżając koszty. To bardzo ważny kierunek poszukiwań nowych antybiotyków — powiedział naukowiec.
Jonathan Stokes dla The Guardian
Naukowcy planują dalsze udoskonalanie leku w warunkach laboratoryjnych, a następnie przeprowadzenie badań klinicznych. Według ekspertów można oczekiwać, że pierwsze antybiotyki wyselekcjonowane przy użyciu sztucznej inteligencji będą dostępne na rynku około 2030 roku. Kolejne superbakterie, które czekają na swój odpowiednik antybiotyczny, są gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) i pałeczka ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa).
Źródło: The Guardian