Článek
Antibiotika sice zabíjejí bakterie, ale infekce rezistentní vůči léčbě každoročně způsobují více než milion úmrtí. Nadměrné užívání těchto léků vedlo k tomu, že se bakterie dokázaly vyvinout a obejít jejich účinky, přičemž nové antibiotikum se již desítky let nedaří objevit, píše web BBC.
V minulosti výzkumníci využili umělou inteligenci k prohledávání tisíců známých chemických látek a hledali ty, které by mohly posloužit jako základ pro nová antibiotika.
Nyní tým MIT postoupil o krok dál a pomocí generativní umělé inteligence navrhl antibiotika zaměřená především na pohlavně přenosnou infekci kapavku a na potenciálně smrtelně nebezpečný MRSA (Staphylococcus aureus rezistentní vůči meticilinu).
Jejich studie, publikovaná v časopisu Cell, zkoumala 36 milionů sloučenin včetně těch, které buď neexistují, nebo dosud nebyly objeveny.
Umělá inteligence k výrobě nových antibiotik
Vědci naučili umělou inteligenci rozpoznávat chemické struktury známých sloučenin a zároveň jí poskytli informace o jejich účincích na růst různých bakterií.
Díky tomu se AI dokázala učit, jak jednotlivé molekulární struktury složené z atomů uhlíku, kyslíku, vodíku a dusíku ovlivňují bakterie.
Výzkumníci následně otestovali dva způsoby, jak s pomocí umělé inteligence navrhnout nová antibiotika. První metoda hledala slibný základ pro léčivo v databázi milionů chemických fragmentů o velikosti 8 až 19 atomů a na ně navazovala. Druhý přístup nechal AI zcela volnou ruku při tvorbě od nuly.
Z návrhů byly vyřazeny všechny sloučeniny příliš podobné současným antibiotikům. Vědci také dbali na to, aby algoritmus navrhoval skutečné léčivé látky, nikoli neúčinné či toxické sloučeniny.
Umělá inteligence pak byla využita k vytvoření antibiotik proti kapavce a MRSA – bakterii, která běžně žije neškodně na kůži, ale po proniknutí do těla může vyvolat závažnou infekci.
Nejlepší návrhy byly po výrobě otestovány na bakteriích v laboratoři i na infikovaných myších, přičemž výsledkem byly dva nové potenciální léky.
„Jsme nadšeni, protože ukazujeme, že generativní umělou inteligenci lze použít k návrhu zcela nových antibiotik,“ řekl BBC profesor James Collins z MIT.
„Umělá inteligence nám může umožnit levné a rychlé vymýšlení molekul, a tím rozšířit náš arzenál a skutečně nám dát náskok v boji s geny superbakterií,“ dodal.
Klinické zkoušky až v budoucnosti
Nová antibiotika zatím nejsou připravena ke klinickým zkouškám a než bude možné zahájit dlouhý proces jejich testování na lidech, bude nutné léky zdokonalit. To si podle odhadů vyžádá další jeden až dva roky práce.
„Ačkoliv umělá inteligence slibuje výrazné zlepšení objevování a vývoje léků, stále je třeba provádět tvrdou práci, pokud jde o testování bezpečnosti a účinnosti,“ řekl doktor Andrew Edwards z Flemingovy iniciativy a Imperial College London.
To může být podle webu BBC dlouhý a nákladný proces, na jehož konci není zaručeno, že experimentální léky budou pacientům předepsány.
Problémem je také náročnost výroby návrhů s umělou inteligencí. Z 80 nejlepších teoreticky navržených léků na kapavku byly pouze dva syntetizovány tak, aby z nich vznikly léky.
„Tato práce je velmi významná a má obrovský potenciál díky demonstraci nového přístupu k identifikaci nových antibiotik. I přesto potřebujeme lepší AI modely, které by se posunuly od toho, jak dobře léky fungují v laboratoři, k modelům, které by lépe předpovídaly jejich účinnost v těle,“ uzavřel Collins.
