Pašreizējās pandēmijas laikā ir parādījies vēl viens nopietns drauds sabiedrības veselībai - pret antibiotikām rezistentu "superbaktēžu" pieaugums. Tātad ir vajadzīgas jaunas antibiotikas, taču to izstrāde prasa laiku. Uzņēmums IBM izpēte šim uzdevumam izmantoja mākslīgo intelektu (AI), ļoti ātri iegūstot divus daudzsološus jaunus zāļu kandidātus.
Tāpat kā visi organismi, baktērijas attīstās, reaģējot uz izmaiņām savā vidē, tāpēc, kad mēs sūknējam savu ķermeni ar zālēm, ir tikai laika jautājums, līdz daži no tiem izdomās, kā sevi pasargāt. Ņemot vērā pietiekamu laiku un antibiotiku lietošanu, vienīgie mikrobi paliks mikrobi, kas ir ģenētiski izturīgi pret zālēm.
Zinātnieki prognozē, ka bez jaunām antibiotikām vai citām ārstēšanas metodēm līdz 2050. gadam nelielas infekcijas varētu sākt prasīt līdz pat 10 miljoniem dzīvību gadā. Jaunu zāļu izstrāde prasa vairākus gadus un ir saistīta ar daudziem izmēģinājumiem un kļūdām. Par laimi, tas ir tieši tāds darbs, ar ko mākslīgais intelekts ir izcils, tāpēc IBM ir izstrādājis jaunu sistēmu, lai noskaidrotu skaitļus.
IBM pētnieku komanda ir izveidojusi mākslīgā intelekta sistēmu, kas daudz ātrāk izpēta visu molekulāro konfigurāciju iespēju telpu. Pirmkārt, pētnieki sāka ar modeli - dziļu ģeneratīvu autokodētāju -, kas būtībā pārbauda vairākas peptīdu sekvences, apkopo svarīgu informāciju par to funkcijām un molekulām, no kurām tās ir izgatavotas, un meklē līdzības ar citiem peptīdiem.
Pēc tam tiek izmantota sistēma ar nosaukumu Controlled Latent atribūtu Space Sampling (CLaSS). Šī sistēma izmanto savāktos datus un ģenerē jaunas peptīdu molekulas ar specifiskām vēlamajām īpašībām. Šajā gadījumā tā ir pretmikrobu efektivitāte.
Bet, protams, spēja iznīcināt baktērijas nav vienīgā prasība antibiotikai – tai arī jābūt drošai lietošanai cilvēkiem un ideālā gadījumā jādarbojas pret dažādām baktēriju klasēm. Tādējādi mākslīgā intelekta radītās molekulas pēc tam tiek nodotas dziļās mācīšanās klasifikatoriem, lai atsijātu neefektīvas vai toksiskas kombinācijas.
48 dienu laikā AI sistēma identificēja, sintezēja un eksperimentēja ar 20 jauniem peptīdu antibiotiku kandidātiem. Jo īpaši divi no tiem izrādījās īpaši daudzsološi - tie bija ļoti efektīvi pret vairākām baktērijām. Viņiem bija arī zema toksicitāte šūnu kultūrās un testos ar pelēm.
Abi jaunie antibiotiku kandidāti paši par sevi ir pietiekami interesanti, taču process, kurā tie tika atklāti, ir īsts izrāviens. Iespēja ātrāk un efektīvāk izstrādāt un pārbaudīt jaunas antibiotikas varētu palīdzēt novērst murgu scenāriju, kas atgriežas antibiotiku laikos.
Lasi arī:
- Xiaomi iegādājās mākslīgā intelekta tehnoloģiju izstrādātāju CVITEK
- Pieci veidi, kā mākslīgais intelekts var mums palīdzēt kosmosa izpētē