Se současnou pandemií se objevila další vážná hrozba pro veřejné zdraví – nárůst „superbakterií“ odolných vůči antibiotikům. Jsou tedy potřeba nová antibiotika, ale jejich vývoj vyžaduje čas. Společnost Výzkum IBM aplikovala na tento úkol umělou inteligenci (AI) a velmi rychle získala dva slibné nové kandidáty na léky.
Stejně jako všechny organismy se i bakterie vyvíjejí v reakci na změny ve svém prostředí, takže když pumpujeme naše tělo léky, je jen otázkou času, než některé z nich přijdou na to, jak se chránit. Při dostatečném množství času a užívání antibiotik zůstanou jedinými mikroby mikroby geneticky rezistentní vůči lékům.
Vědci předpovídají, že bez nových antibiotik nebo jiných léčebných postupů by si do roku 2050 mohly drobné infekce vyžádat až 10 milionů životů ročně. Vývoj nových léků trvá roky a vyžaduje mnoho pokusů a omylů. Naštěstí je to přesně ten druh práce, ve kterém umělá inteligence exceluje, a tak IBM vyvinulo nový systém, který nám čísla skřípe.
Výzkumný tým IBM vytvořil systém umělé inteligence, který mnohem rychleji prozkoumává celý prostor možností molekulárních konfigurací. Nejprve výzkumníci začali s modelem – hlubokým generativním autokodérem – který v podstatě zkoumá řadu peptidových sekvencí, shromažďuje důležité informace o jejich funkcích a molekulách, ze kterých se skládají, a hledá podobnosti s jinými peptidy.
Poté je aplikován systém nazvaný Controlled Latent Attribut Space Sampling (CLaSS). Tento systém využívá shromážděná data a generuje nové peptidové molekuly se specifickými požadovanými vlastnostmi. V tomto případě jde o antimikrobiální účinnost.
Schopnost zabíjet bakterie však samozřejmě není jediným požadavkem na antibiotikum – musí být také bezpečné pro lidské použití a ideálně působit proti řadě tříd bakterií. Molekuly generované umělou inteligencí pak procházejí klasifikátory hlubokého učení, aby se odstranily neúčinné nebo toxické kombinace.
Během 48 dnů systém AI identifikoval, syntetizoval a experimentoval s 20 novými kandidáty na peptidová antibiotika. Zvláště dva z nich se ukázaly jako obzvláště slibné – byly velmi účinné proti řadě bakterií. Měly také nízkou toxicitu v buněčných kulturách a testech na myších.
Dva noví kandidáti na antibiotika jsou sami o sobě dostatečně zajímaví, ale proces, kterým byly objeveny, je skutečným průlomem. Schopnost vyvíjet a testovat nová antibiotika rychleji a efektivněji by mohla pomoci předejít scénáři noční můry návratu do dob antibiotik.
Přečtěte si také:
- Xiaomi koupil CVITEK, vývojáře technologií umělé inteligence
- Pět způsobů, jak nám umělá inteligence může pomoci při průzkumu vesmíru