Η μικροβιακή αντοχή αποτελεί αυξανόμενη παγκόσμια κρίση δημόσιας υγείας. Υπολογίζεται ότι, παγκοσμίως, οι ανθεκτικές στα φάρμακα βακτηριακές λοιμώξεις προκαλούν σχεδόν 5 εκατομμύρια θανάτους ετησίως. Η είδηση η οποία προέρχεται από το διεθνώς φημισμένο πανεπιστημιακό τεχνολογικό ίδρυμα των ΗΠΑ, MIT, φαίνεται ότι θα μπορούσε να «ανακουφίσει» το αδιέξοδο, το οποίο έχει προκληθεί στην παραγωγή νέων συμβατικών αντιβιοτικών.
Συγκεκριμένα, ερευνητές του MIT ανέπτυξαν νέα αντιβιοτικά με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης που μπορούν πιθανόν να καταπολεμήσουν δύο ανθεκτικά στα υπάρχοντα φάρμακα βακτήρια: ένα στέλεχος του γονόκοκκου (Neisseria gonorrhoeae), το οποίο προκαλεί γονόρροια και ένα πολυανθεκτικό στέλεχος του Staphylococcus aureus (MRSA).
Χρησιμοποιώντας αλγορίθμους γενετικής τεχνητής νοημοσύνης, η ερευνητική ομάδα σχεδίασε πάνω από 36 εκατομμύρια υποψήφιες ενώσεις και τις υπέβαλε σε υπολογιστικό έλεγχο για πιθανές αντιμικροβιακές ιδιότητες. Οι κορυφαίες υποψήφιες ενώσεις που ανακάλυψαν είναι δομικά διαφορετικές από οποιοδήποτε υπάρχον αντιβιοτικό και φαίνεται να δρουν μέσω νέων μηχανισμών που διαταράσσουν τις βακτηριακές κυτταρικές μεμβράνες.
Στη νέα τους μελέτη, οι ερευνητές ακολούθησαν δύο διαφορετικές στρατηγικές: αφενός, καθοδήγησαν αλγόριθμους γενετικής τεχνητής νοημοσύνης να σχεδιάσουν μόρια με βάση ένα συγκεκριμένο χημικό θραύσμα με αποδεδειγμένη αντιμικροβιακή δράση και αφετέρου, τους επέτρεψαν να δημιουργήσουν ελεύθερα μόρια, χωρίς περιορισμούς ως προς τη δομή ή την παρουσία συγκεκριμένων θραυσμάτων.
Στην πρώτη προσέγγιση, οι ερευνητές επεδίωξαν να εντοπίσουν μόρια που θα μπορούσαν να εξοντώσουν το N. gonorrhoeae, ένα Gram-αρνητικό βακτήριο που προκαλεί γονόρροια. Ξεκίνησαν συγκεντρώνοντας μια βιβλιοθήκη περίπου 45 εκατομμυρίων γνωστών χημικών θραυσμάτων, που αποτελείται από όλους τους πιθανούς συνδυασμούς 11 ατόμων άνθρακα, αζώτου, οξυγόνου, φθορίου, χλωρίου και θείου, μαζί με θραύσματα από τη βιβλιοθήκη χημικών ενώσεων REadily AccessibLe (REAL) του Enamine.
Στη συνέχεια, η ερευνητική ομάδα ανέλυσε τη βιβλιοθήκη χημικών θραυσμάτων με τη βοήθεια μοντέλων μηχανικής μάθησης, τα οποία είχε προηγουμένως εκπαιδεύσει το εργαστήριο του Κόλλινς για να προβλέπουν την αντιβακτηριακή δράση έναντι του Neisseria gonorrhoeae. Από την αρχική επεξεργασία προέκυψαν περίπου 4 εκατομμύρια θραύσματα, τα οποία φιλτραρίστηκαν περαιτέρω ώστε να αποκλειστούν όσα θεωρήθηκαν τοξικά για ανθρώπινα κύτταρα, παρουσίαζαν χημικές αδυναμίες ή έμοιαζαν με ήδη υπάρχοντα αντιβιοτικά. Το τελικό σύνολο περιλάμβανε περίπου 1 εκατομμύριο υποψήφιες ενώσεις.
Εφημερίδα Απογευματινή
