В 1928 году шотландский ученый сэр Александр Флеминг покинул свою лабораторию, где изучал бактерии стафилококка, чтобы отправиться в двухнедельный отпуск со своей семьей. Когда он вернулся к своему лабораторному столу, он не только понял, что не очень хорошо убрал свое рабочее место, но и что на посуде с бактериями выросла плесень. Он также заметил, что бактерии, казалось, активно избегали заплесневелых участков чашки Петри. Позже он сказал: «Я определенно не планировал произвести революцию во всей медицине, открыв первый в мире антибиотик или убийцу бактерий. Но я полагаю, что это именно то, что я сделал».
В наши дни для открытия новых важных антибиотиков не нужно неряшливого ученого - нужен только компьютер. Группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) использовала искусственный интеллект (AI) для определения нового антибиотика, который убивает даже некоторые штаммы, устойчивые к антибиотикам.
Но означает ли это, что они укомплектовали лабораторию роботами, а не людьми? Неа! Исследовательская группа создала компьютерную модель, которая систематически проверяла более ста миллионов химических соединений всего за несколько дней - подвиг, на который лаборантам потребовалось бы много лет (и много такой же научной прозорливости, как у Флеминга).
За последнее десятилетие было открыто очень мало новых антибиотиков, и за это время бактерии стали сильнее.
«Мы сталкиваемся с растущим кризисом, связанным с устойчивостью к антибиотикам, и эта ситуация создается как растущим числом патогенов, которые становятся устойчивыми к существующим антибиотикам, так и анемией в биотехнологической и фармацевтической промышленности для новых антибиотиков», - сказал Джеймс Коллинз. профессор Института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института (IMES) и Департамента биологической инженерии, в пресс-релизе .
Как они это сделали
Исследовательская группа разработала компьютерную модель машинного обучения, которая смогла идентифицировать около 2500 молекулярных соединений, запрещающих рост бактерий - в данном случае, в частности, кишечной палочки . Затем они представили программу для 6000 лекарств, которые в настоящее время изучаются, чтобы увидеть, могут ли какие-либо из них быть полезными для лечения известных болезней человека. После того, как модель выбрала молекулу с самым сильным антибактериальным потенциалом, которая не была похожа на какие-либо известные антибиотики, команда использовала другую модель, чтобы увидеть, будет ли эта молекула вредной для людей.
Et voila ! Модель сузила количество кандидатов до одного - исследователи окрестили его «галицином» - который в прошлом тестировался как лекарство для лечения диабета. Галицин был протестирован на лабораторных образцах нескольких различных устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий, и было показано, что он убивает почти все из них, за исключением одного очень стойкого легочного патогена.
После открытия галицина исследовательская группа использовала модель, чтобы идентифицировать еще 23 кандидата, используя другую базу данных соединений, и нашла два, которые оказались особенно эффективными. В настоящее время исследователи работают над поиском антибиотиков, которые более избирательны по отношению к убиваемым ими бактериям, чтобы они не уничтожали всю нашу полезную флору кишечника, спасая при этом наши жизни. Что касается галицина, исследователи планируют работать с фармацевтической компанией или некоммерческой организацией над разработкой препарата для использования на людях, говорится в пресс-релизе.
Вот это интересно
Халицин был назван в честь Хэла, вымышленной системы искусственного интеллекта из фильма « 2001: Космическая одиссея ».
