Επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης
Επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη τεχνητή νοημοσύνη (AI) για να ανακαλύψουν ένα νέο αντιβιοτικό που μπορεί να εξουδετερώσει ένα θανατηφόρο είδος υπερμικροβίου. Η τεχνητή νοημοσύνη βοήθησε στο να περιοριστούν χιλιάδες πιθανές χημικές ουσίες σε ένα μικρό αριθμό που θα μπορούσαν να δοκιμαστούν στο εργαστήριο.
Το αποτέλεσμα ήταν ένα ισχυρό, πειραματικό αντιβιοτικό που ονομάζεται abaucin, το οποίο θα υποβληθεί σε περαιτέρω εξετάσεις πριν χρησιμοποιηθεί, ευρέως. Οι ερευνητές στον Καναδά και τις ΗΠΑ λένε ότι η τεχνητή νοημοσύνη έχει τη δύναμη να επιταχύνει μαζικά την ανακάλυψη νέων φαρμάκων.
Είναι το πιο πρόσφατο παράδειγμα για το πώς τα εργαλεία της τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να αποτελέσουν επαναστατική δύναμη στην επιστήμη και την ιατρική.
Σταματώντας τα σούπερ μικρόβια
Τα αντιβιοτικά σκοτώνουν τα βακτήρια. Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη νέων φαρμακων εδώ και δεκαετίες και τα βακτήρια γίνονται όλο πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν, καθώς αναπτύσσουν αντοχή σε αυτά που έχουμε.
Υπολογίζεται ότι περισσότεροι από ένα εκατομμύριο άνθρωποι πεθαίνουν κάθε χρόνο από λοιμώξεις που αντιστέκονται στη θεραπεία με αντιβιοτικά. Οι ερευνητές εστίασαν σε ένα από τα πιο προβληματικά είδη βακτηρίων – το Acinetobacter baumannii, το οποίο μπορεί να μολύνει πληγές και να προκαλέσει πνευμονία.
Μπορεί να μην το έχει ακούσει κανείς, αλλά είναι ένα από τα τρία υπερμικροβακτηρίδια που ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει αναγνωρίσει ως «κρίσιμη απειλή». Συχνά μπορεί να αποφύγει πολλά αντιβιοτικά και αποτελεί πρόβλημα σε νοσοκομεία και οίκους φροντίδας ηλικιωμένων, όπου μπορεί να επιβιώσει σε επιφάνειες και ιατρικό εξοπλισμό.
Ο Δρ Jonathan Stokes, από το Πανεπιστήμιο McMaster, περιγράφει το μικρόβιο ως «νούμερο ένα δημόσιο κίνδυνο» καθώς είναι «πραγματικά συνηθισμένο» να βρίσκουμε περιπτώσεις όπου είναι «ανθεκτικό σε σχεδόν όλα τα αντιβιοτικά».
Τεχνητή Νοημοσύνη
Για να βρουν ένα νέο αντιβιοτικό, οι ερευνητές έπρεπε πρώτα να εκπαιδεύσουν την τεχνητή νοημοσύνη. Πήραν χιλιάδες φάρμακα όπου ήταν γνωστή η ακριβής χημική δομή και τα δοκίμασαν – στο εργαστηριο – στο Acinetobacter baumannii για να δουν ποιο θα μπορούσε να το επιβραδύνει ή να το σκοτώσει.
Αυτές οι πληροφορίες τροφοδοτήθηκαν στο AI, ώστε να μπορεί να μάθει τα χημικά χαρακτηριστικά των φαρμάκων που θα μπορούσαν να επιτεθούν στο προβληματικό βακτήριο.
Στη συνέχεια, το AI κλήθηκε να εξετάσει μια λίστα 6.680 χημικών ενώσεων των οποίων η αποτελεσματικότητα ήταν άγνωστη. Τα αποτελέσματα – που δημοσιεύθηκαν στο Nature Chemical Biology – έδειξαν ότι η τεχνητή νοημοσύνη χρειάστηκε μιάμιση ώρα για να δημιουργήσει μια μικρή λίστα. Οι ερευνητές εξέτασαν 240 από αυτα στο εργαστήριο και βρήκαν εννέα πιθανά αντιβιοτικά. Ένα από αυτά ήταν το απίστευτα ισχυρό αντιβιοτικό abaucin.
Τα εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι μπορούσε να θεραπεύσει μολυσμένα τραύματα σε ποντίκια και ήταν σε θέση να σκοτώσει δείγματα A. baumannii από ασθενείς. Ωστόσο, ο Δρ Stokes πιστεύει ότι: «Αυτή είναι η στιγμή που ξεκινά η πραγματική δουλειά μας». Το επόμενο βήμα είναι η τελειοποίηση του φαρμάκου στο εργαστήριο και στη συνέχεια η εκτέλεση κλινικών δοκιμών. Αναμένει ότι τα πρώτα αντιβιοτικά τεχνητής νοημοσύνης θα χρειαστεί να δοκιμαστούν έως το 2030, μέχρι να είναι διαθέσιμα για συνταγογράφηση.
Περιέργως, αυτό το πειραματικό αντιβιοτικό δεν είχε καμία δράση σε άλλα είδη βακτηρίων και λειτουργεί μόνο στο A. baumannii, ενώ πολλά αντιβιοτικά σκοτώνουν τα βακτήρια αδιακρίτως. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ακριβής δράση του abaucin θα κάνει πιο δύσκολη την εμφάνιση ανθεκτικότητας στο φάρμακο και θα μπορούσε να οδηγήσει σε λιγότερες παρενέργειες.
Κατ 'αρχήν, η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να ελέγξει δεκάδες εκατομμύρια πιθανές ενώσεις – κάτι που δεν θα ήταν πρακτικό να γίνει πρίν. «Η τεχνητή νοημοσύνη ενισχύει τον ρυθμό και σε έναν τέλειο κόσμο μειώνει το κόστος, με το οποίο μπορούμε να ανακαλύψουμε αυτές τις νέες κατηγορίες αντιβιοτικών που χρειαζόμαστε απεγνωσμένα», λεει ο Δρ Stokes.
Οι ερευνητές δοκίμασαν αρχικά την δυνατότητα ανακάλυψης νέων αντιβιοτικών με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης στο βακτήριο E. coli το 2020, αλλά τώρα έχουν χρησιμοποιήσει αυτή τη γνώση για να επικεντρωθούν στα (δύσκολα να αντιμετωπιστούν) μικρόβια. Σύντομα, σκοπεύουν να εξετάσουν – μεταξύ άλλων – τον Staphylococcus aureus και την Pseudomonas aeruginosa. «Αυτό το εύρημα υποστηρίζει περαιτέρω την υπόθεση ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιταχύνει και να επεκτείνει σημαντικά την αναζήτησή μας για νέα αντιβιοτικά», λέει ο καθηγητής James Collins, από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT).
Επίσης προσθέτει: «Είμαι ενθουσιασμένος που αυτή η εργασία δείχνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθήσουμε στην καταπολέμηση προβληματικών παθογόνων όπως το A. baumannii».
Πηγη: BBC News
