Нейронные сети помогли ученым разработать антибиотик, способный бороться с высокоустойчивыми супербактериями, обычно встречающимися в больницах.
Ошибка называется Acinetobacter baumannii и это коварно.
“ацинетобактер может выживать на дверных ручках и оборудовании больницы в течение недели или дольше и может поглощать гены устойчивости к антибиотикам из окружающей среды», — сказал Джонатан Стоукс, доцент кафедры биохимии и биомедицинских наук в Университете Макмастера. А. Бауманний изоляты, устойчивые почти ко всем антибиотикам».
Стоукс и его коллеги из Университета Макмастера и Массачусетского технологического института обратились к ИИ, чтобы определить соединения, способные бороться с микробом. Во-первых, они подвергли 7500 различных молекул штамму бактерий, выращенных в лабораторной посуде, чтобы посмотреть, будут ли они подавлять его рост. Они использовали этот набор данных для обучения классификатора машинного обучения, чтобы узнать, какие химические особенности в соединениях причиняют боль бактериям.
Затем модель была использована для анализа нового набора данных, включающего 6680 соединений, ранее не встречавшихся, чтобы предсказать, могут ли они стать многообещающими антибиотиками.
Программное обеспечение определило сотни кандидатов всего за два часа работы, и исследователи выбрали 240 для дальнейших экспериментов.
В результате этого процесса было получено девять антибиотиков-кандидатов, причем соединение под названием «абауцин» оказалось наиболее эффективным против А. Бауманний.
Абауцин ранее изучался как потенциальное лекарство от диабета. Теперь он помечен как А. Бауманний-охотник, который выборочно атакует супержука.
Первоначальные эксперименты с абауцином на мышах показали, что он может подавлять раневые инфекции, вызванные А. Бауманний. Результаты были опубликованы в Природа Химическая Биология газета в четверг.
Исследователи отметили, что абауцин не так эффективен, как обычные антибиотики, но поскольку А. Бауманний выработал устойчивость к обычным методам лечения, соединение, идентифицированное ИИ, может представлять собой новый класс антибиотиков для борьбы с жуком.
«Все наши экспериментальные данные говорят о том, что абауцин ингибирует биологический процесс в Бауманний называется переносом липопротеинов, что является необычным механизмом среди современных антибиотиков, используемых в клинике», — сказал Стоукс. Регистр. «В настоящее время мы сосредоточены на создании структурных аналогов абауцина, чтобы оптимизировать его лечебные свойства и максимизировать шансы на то, что абауцин — или аналог абауцина — может стать клиническим антибиотиком для борьбы с Бауманний инфекций».
Он сказал, что эксперименты демонстрируют, что ИИ может быть мощным инструментом для открытия лекарств. «Мы можем показать этим моделям огромное количество химических веществ, а затем модели сообщат нам, какие химические вещества обладают интересующим нас свойством. Затем мы можем сосредоточить наше время и ресурсы на экспериментах с наиболее многообещающими химическими веществами, как это предлагает модель ИИ. ИИ вносит предложения. «Люди принимают решения», — сказал он нам.
Джеймс Коллинз, соавтор исследования и профессор медицинской инженерии, возглавляющий Клинику машинного обучения Абдула Латифа Джамиля в Массачусетском технологическом институте, согласился в заявлении: «Подходы ИИ к открытию лекарств никуда не денутся и будут продолжать совершенствоваться. Когда мы знаем, что алгоритмические модели работают, теперь речь идет о широком внедрении этих методов, чтобы открывать новые антибиотики более эффективно и с меньшими затратами». ®
