Umělá inteligence

Vědci pomocí umělé inteligence objevili nové antibiotikum k léčbě smrtícího superbakteriálního onemocnění

26. 5. 2023

čas čtení 3 minuty

Umělá inteligence byla použita k objevu abaucinu, účinného léku proti bakterii A baumannii, která může způsobovat smrt

Vědci s využitím umělé inteligence objevili nové antibiotikum, které dokáže zabít smrtící superbakterii.

Podle nové studie zveřejněné ve čtvrtek ve vědeckém časopise Nature Chemical Biology objevila skupina vědců z McMasterovy univerzity a Massachusettského technologického institutu nové antibiotikum, které lze použít k zabití smrtící nemocniční superbakterie.

Jde o superbakterii Acinetobacter baumannii, kterou Světová zdravotnická organizace zařadila mezi "prioritní patogeny", tedy skupinu rodin bakterií, které představují "největší hrozbu" pro lidské zdraví.

 
Podle Světové zdravotnické organizace mají tyto bakterie v sobě zabudovanou schopnost nacházet nové způsoby, jak odolávat léčbě, a mohou si předávat genetický materiál, který umožňuje, aby se i jiné bakterie staly odolnými vůči lékům.

A baumannii představuje hrozbu pro nemocnice, domovy důchodců a pacienty, kteří potřebují ventilátory a krevní katétry, a také pro ty, kteří mají otevřené rány po operacích.

Bakterie může delší dobu přežívat na v prostředí a na společném vybavení a často se může šířit kontaminovanýma rukama. Kromě krevních infekcí může A baumannii způsobit infekce močových cest a plic.

Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí může bakterie také "kolonizovat" pacienta nebo žít v pacientovi, aniž by způsobovala infekce nebo příznaky.

Čtvrteční studie odhalila, že vědci použili algoritmus umělé inteligence k prověření tisíců antibakteriálních molekul ve snaze předpovědět nové strukturní třídy. Výsledkem screeningu pomocí umělé inteligence bylo, že vědci dokázali identifikovat novou antibakteriální sloučeninu, kterou pojmenovali abaucin.

"Měli jsme celou řadu dat, z nichž vyplývalo, které chemické látky jsou schopné zabít množství bakterií a které ne. Mým úkolem bylo vycvičit tento model AI a jediné, co měl tento model udělat, bylo v podstatě nám sdělit, zda nové molekuly budou mít antibakteriální vlastnosti, nebo ne," řekl Gary Liu, postgraduální student z MacMasterovy univerzity, který na výzkumu pracoval.

"Pak jsme v podstatě díky tomu schopni jen zvýšit efektivitu procesu objevování léků a ... získat všechny molekuly, které nás opravdu zajímají," dodal.

Poté, co vědci svůj model umělé inteligence vycvičili, použili jej k analýze 6 680 sloučenin, se kterými se předtím nesetkal. Analýza trvala hodinu a půl a nakonec z ní vzešlo několik set sloučenin, z nichž 240 bylo následně testováno v laboratoři. Laboratorní testy nakonec odhalily devět potenciálních antibiotik, včetně abaucinu.

Vědci pak novou molekulu testovali proti A baumannii na modelu infekce rány u myší a zjistili, že molekula infekci potlačuje.

"Tato práce potvrzuje výhody strojového učení při hledání nových antibiotik," řekl Jonathan Stokes, odborný asistent na katedře biomedicíny a biochemie McMasterovy univerzity, který se podílel na vedení studie.

"Pomocí umělé inteligence můžeme rychle prozkoumat rozsáhlé oblasti chemie, což výrazně zvyšuje šance na objevení zásadně nových antibakteriálních molekul," řekl.

"Víme, že širokospektrá antibiotika nejsou optimální a že patogeny mají schopnost vyvíjet se a přizpůsobovat se každému triku, který jim předhodíme... Metody umělé inteligence nám dávají příležitost výrazně zvýšit rychlost, s jakou objevujeme nová antibiotika, a můžeme to udělat při snížených nákladech. To je důležitá cesta pro zkoumání nových antibiotik," dodal.

Podrobnosti v angličtině ZDE

1
Vytisknout
1860

Diskuse

Obsah vydání | 30. 5. 2023