Команда ученых во главе с Региной Барзилай и Джеймсом Коллинзом из Массачусетского технологического института с помощью искусственного интеллекта (ИИ) разработали антибиотик, способный уничтожать бактерии, устойчивые ко всем известным противомикробным препаратам. Результаты своей работы исследователи опубликовали в журнале «Cell».
Угроза планетарного масштаба
Устойчивость бактерий к антибиотикам становится все более серьезной угрозой для здоровья по всей планете. К примеру, только в США 2,8 миллиона человек заражаются устойчивыми к антибиотикам болезнетворными микроорганизмами ежегодно, что приводит к более чем 35 000 смертей.
По данным ООН, к 2050 году резистентные супербактерии смогут ежегодно убивать 10 миллионов человек во всем мире, если не будут приняты меры по борьбе с этой проблемой.
Поэтому поиск новых антибиотиков — очень важная задача. К сожалению, выявление потенциально эффективных соединений — это дорогостоящий и длительный процесс. К тому же, исследователи обычно фокусируются на относительно узком спектре химических соединений. Однако, если в дело вступает ИИ, у Земли, кажется, появляется шанс на спасение.
Как ИИ разрабатывает антибиотик
ИИ может проанализировать сотни миллионов соединений и выделить из них несколько кандидатов для экспериментального тестирования.
В ходе первого исследования программа изучала базу данных, содержащую около 6000 фармацевтических соединений. Из некоторых из них алгоритм составил лекарственное вещество, которому дали название «галицин».
ИИ предсказал, что это соединение будет функционировать как эффективный антибиотик и — что особенно важно — будет действовать на бактерии с помощью механизмов, отличных от других противомикробных препаратов.
Затем исследователи изучали эффективность препарата в лаборатории. Они культивировали резистентные бактерии в чашках Петри и обнаружили, что галицин успешно справлялся во всеми штаммами, за исключением одного особенно трудно поддающегося лечению патогена.
Впоследствии ученые использовали галицин для лечения мышей, которые были заражены штаммом бактерии A. baumannii, устойчивым ко всем известным антибиотикам. Соединение смогло полностью уничтожить инфекцию в течение 24 часов.
Кишечная палочка не развивала резистентность к галицину в течение 30-дневного периода лечения.
Галицин — не единственный многообещающий антибиотик, который разработал ИИ. Исследователи использовали алгоритм для сканирования еще около 100 миллионов химических соединений из обширной онлайн-базы данных ZINC15.
Сканирование определило еще 23 варианта антибиотика в течение трех дней. Последующие лабораторные исследования показали, что восемь из этих соединений могут эффективно функционировать. Ученые планируют провести дополнительные исследования этих соединений.
По материалам Newsweek
Читайте также:
Носороги Кении беззащитны перед устойчивыми к антибиотикам бактериями
Австралийские чайки переносят устойчивые к антибиотикам бактерии
Серферов атакуют бактерии, устойчивые к антибиотикам
