AI zrejme odvrátila najväčší problém ľudstva. Takýto objav sme tu nemali 60 rokov

Umelej inteligencii sa podarilo priniesť revolučnú zmenu v medicíne. Vďaka tejto technológii mohli vedci objaviť prvé nové antibiotiká po 60 rokoch.

Vedcom sa podarilo objaviť novú zlúčeninu, ktorá dokáže zabiť baktériu odolnú voči liekom. Táto baktéria každoročne zabije tisíce ľudí po celom svete. Ako uvádza portál Euronews, tento objav by mohol predstavovať zlomový bod v boji proti rezistencii na antibiotiká.

„Pohľad tu bol taký, že sme mohli vidieť, čo sa naučili modely, aby sme mohli predpovedať, že určité molekuly by boli dobrými antibiotikami,“ uviedol James Collins, profesor lekárskeho inžinierstva a vedy na Massachusetts Institute of Technology (MIT) vo vyhlásení.

„Naša práca poskytuje rámec, ktorý je časovo efektívny, zdrojovo efektívny a mechanicky prehľadný z hľadiska chemickej štruktúry spôsobmi, ktoré sme doteraz nemuseli,“ doplnil Collins.

Metóda hlbokého učenia

Tím vedcov použil techniku známu ako hlboké učenie, aby predpovedal účinnosť a bezpečnosť novej zlúčeniny.

Obrovský zvrat v počasí: Časť Slovenska môže po 11 rokoch zažiť zasnežené Vianoce (PREDPOVEĎ)

Hlboké učenie je metóda, kde umelé siete napodobňujúce ľudský mozog automaticky spracovávajú a učia sa z dát bez toho, aby ich niekto musel programovať. Táto metóda sa čoraz viac využíva v liekovej výrobe. Pomáha rýchlejšie nájsť vhodné liečivá, predpovedať ich vlastnosti a zefektívniť vývoj nových liekov.

V tomto príklade sa vedci zameriavali na meticilín-rezistentný Staphylococcus aureus (MRSA), baktériu spôsobujúcu rôzne zdravotné problémy. Infekcie MRSA môžu byť od ľahkých kožných problémov až po vážne a možno život ohrozujúce stavy ako zápal pľúc či infekcie v krvnom obehu.

Už len dnes: K ročnému Startitup PREMIUM dostaneš skipas úplne zadarmo

Otvorili „čiernu skrinku“

Európske centrum pre prevenciu a kontrolu chorôb (ECDC) hlási, že v Európskej únii sa každý rok vyskytuje takmer 150 000 prípadov infekcie MRSA. Zároveň skoro 35 000 ľudí v EÚ každoročne zomrie na infekcie odolné voči liekom na báze antimikrobiálnych látok.

zdroj: Freepik/senivpetro

Výskumný tím z MIT pracoval na tom, aby zdokonalil model hlbokého učenia. Použili obrovské množstvo údajov na trénovanie tohto modelu. Aby získali dáta na trénovanie, hodnotili približne 39 000 zlúčenín a ich účinnosť proti baktérii MRSA. Potom vložili tieto informácie, spolu s podrobnosťami o chemických štruktúrach zlúčenín, do svojho modelu.

„To, čo sme sa rozhodli urobiť v tejto štúdii, bolo otvoriť čiernu skrinku. Tieto modely pozostávajú z veľmi veľkého počtu výpočtov, ktoré napodobňujú neurónové spojenia, a nikto v skutočnosti nevie, čo sa deje pod kapotou,“ povedal jeden z hlavných autorov štúdie Felix Wong.

Dvaja sľubní kandidáti na nové antibiotiká

Výskumníci zlepšili výber potenciálnych liekov použitím ďalších troch modelov hlbokého učenia. Tieto modely trénovali tak, aby vedeli hodnotiť, aké toxické sú rôzne zlúčeniny pre tri typy ľudských buniek.

Kombinácia liekov s bežnými potravinami je často kontraindikovaná. Pozor aj na mliečne výrobky

Potom spojili tieto informácie o toxicite s už zistenými údajmi o antimikrobiálnej aktivite. Týmto spôsobom presne zistili, ktoré zlúčeniny môžu efektívne bojovať proti mikróbom a zároveň čo najmenej poškodiť ľudské telo.

Pomocou tejto sady modelov preverili približne 12 miliónov komerčne dostupných zlúčenín. Modely identifikovali zlúčeniny z piatich rôznych kategórií, ktoré boli rozdelené podľa ich chemických subštruktúr v molekulách. Tieto zlúčeniny vykazovali predpokladanú účinnosť proti MRSA.

Potom si výskumníci vybrali približne 280 z týchto zlúčenín a otestovali ich účinnosť proti MRSA v laboratóriu. Tento postup im pomohol nájsť dvoch sľubných kandidátov na nové antibiotiká, ktoré patria do rovnakej kategórie.

V experimentoch, ktoré zahŕňali dva typy myších modelov – jeden pre kožnú infekciu MRSA a druhý pre systémovú, teda celotelovú infekciu MRSA – každá z týchto zlúčenín dokázala znížiť počet MRSA baktérií až desaťnásobne.