W 1928 roku szkocki naukowiec Sir Alexander Fleming opuścił swoje laboratorium, w którym badał bakterie gronkowca, aby wyjechać z rodziną na dwutygodniowe wakacje. Kiedy wrócił na swój stół laboratoryjny, zdał sobie sprawę, że nie tylko nie uporządkował swojego miejsca pracy, ale także, że na naczyniach z bakteriami rośnie pleśń. Zauważył również, że bakterie wydawały się aktywnie omijać spleśniałe obszary szalki Petriego. Później powiedział: „Z pewnością nie planowałem zrewolucjonizować całej medycyny poprzez odkrycie pierwszego na świecie antybiotyku lub zabójcy bakterii. Ale przypuszczam, że właśnie to zrobiłem”.
Obecnie nie potrzeba niechlujnego naukowca, aby odkryć nowe ważne antybiotyki - wystarczy komputer. Grupa naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wykorzystała sztuczną inteligencję (AI) do zidentyfikowania nowego antybiotyku, który zabija nawet niektóre szczepy oporne na antybiotyki.
Ale czy to oznacza, że obsadzili laboratorium robotami, a nie ludźmi? Nie! Zespół badawczy stworzył model komputerowy, który systematycznie sprawdzał ponad sto milionów związków chemicznych w ciągu zaledwie kilku dni - osiągnięcie tego zajmie technikom laboratoryjnym wiele lat (i wiele tego samego rodzaju naukowego szczęścia, które odwiedził Flamand).
W ostatnim dziesięcioleciu odkryto bardzo niewiele nowych antybiotyków, w którym to czasie bakterie stają się twardsze.
„Stoimy w obliczu narastającego kryzysu związanego z opornością na antybiotyki, a sytuacja ta jest generowana zarówno przez rosnącą liczbę patogenów, która uodparnia się na istniejące antybiotyki, jak i przez rurociąg anemiczny w przemyśle biotechnologicznym i farmaceutycznym dla nowych antybiotyków” - powiedział James Collins, profesor w Instytucie Inżynierii Medycznej i Nauki MIT (IMES) oraz Wydziale Inżynierii Biologicznej, w komunikacie prasowym .
Jak to zrobili
Zespół badawczy opracował komputerowy model uczenia maszynowego, który może zidentyfikować około 2500 związków molekularnych, które uniemożliwiają rozwój bakterii - w tym przypadku w szczególności E. coli . Następnie wprowadzili program do 6000 leków, które są obecnie badane, aby sprawdzić, czy którykolwiek z nich może być przydatny w leczeniu znanych ludzkich chorób. Gdy model wybrał cząsteczkę o najsilniejszym potencjale antybakteryjnym, która nie wyglądała podobnie do żadnego ze znanych antybiotyków, zespół użył innego modelu, aby sprawdzić, czy cząsteczka będzie szkodliwa dla ludzi.
Et voila ! Model zawęził kandydatów do jednego - naukowcy nazwali go „halicyną” - który był w przeszłości testowany jako lek na cukrzycę. Halicyna została przetestowana na próbkach laboratoryjnych kilku różnych szczepów bakterii opornych na antybiotyki i wykazano, że zabija prawie wszystkie z nich, z wyjątkiem jednego bardzo upartego patogenu płuc.
Po odkryciu halicyny zespół badawczy wykorzystał model do zidentyfikowania 23 kolejnych kandydatów przy użyciu innej bazy danych związków i znalazł dwa, które były szczególnie silne. Naukowcy pracują teraz nad znalezieniem antybiotyków, które są bardziej selektywne w bakteriach, które zabijają, aby nie niszczały całej naszej korzystnej flory jelitowej, jednocześnie ratując nam życie. Jeśli chodzi o halicynę, naukowcy planują współpracę z firmą farmaceutyczną lub organizacją non-profit w celu opracowania leku do stosowania u ludzi, zgodnie z komunikatem prasowym.
Teraz to jest interesujące
Halicin został nazwany na cześć Hala, fikcyjnego systemu sztucznej inteligencji z filmu „ 2001: Odyseja kosmiczna ”.
