Inteligența artificială creează două antibiotice promițătoare împotriva gonoreei și bacteriei MRSA rezistente la antibiotice
O echipă de cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) a anunțat că a dezvoltat, cu ajutorul inteligenței artificiale, două noi antibiotice experimentale capabile să distrugă bacterii rezistente la tratamentele existente, inclusiv gonoreea și MRSA (Staphylococcus aureus rezistent la meticilină). Cele două substanțe au fost create atom cu atom de un model de inteligență artificială și au demonstrat eficiență atât în testele de laborator, cât și în studiile pe animale.
Descoperirea ar putea marca începutul unei „a doua epoci de aur” în dezvoltarea antibioticelor, într-un moment în care rezistența bacteriană provoacă peste un milion de decese anual la nivel global. Cu toate acestea, cercetătorii avertizează că medicamentele vor necesita ani de rafinare și testare clinică înainte de a putea fi prescrise pacienților, scrie BBC.
De la antrenarea AI-ului la testele pe animale
În trecut, inteligența artificială a fost folosită pentru a analiza baze de date cu mii de compuși chimici cunoscuți, în încercarea de a identifica molecule cu potențial antibiotic. Echipa MIT a mers însă mai departe, folosind un model generativ capabil să proiecteze direct, de la zero, structuri moleculare cu proprietăți antibacteriene.
Pentru a antrena sistemul, oamenii de știință i-au furnizat date despre structura chimică a compușilor existenți și efectele acestora asupra diferitelor tipuri de bacterii. AI-ul a învățat cum influențează structura atomică – alcătuită din elemente precum carbon, oxigen, hidrogen și azot – capacitatea unui compus de a inhiba sau distruge bacteriile.
Modelul a explorat apoi 36 de milioane de compuși, inclusiv unii care nu există în natură sau nu au fost încă descoperiți, generând două abordări: una bazată pe combinarea unor fragmente chimice existente și alta complet liberă, fără constrângeri inițiale. În proces, AI-ul a filtrat moleculele prea similare cu antibioticele actuale, compușii toxici pentru oameni sau substanțele fără valoare medicală.
De ce sunt importante aceste descoperiri
Gonoreea și MRSA se numără printre cele mai problematice bacterii din cauza rezistenței lor la tratamentele convenționale. MRSA, de exemplu, trăiește adesea inofensiv pe piele, dar poate provoca infecții grave dacă pătrunde în organism. Gonoreea, o infecție cu transmitere sexuală, devine din ce în ce mai greu de tratat pe măsură ce bacteriile dezvoltă rezistență la medicamente.
În testele inițiale, noile molecule create de AI au ucis aceste bacterii atât în culturile de laborator, cât și în studiile pe șoareci. „Suntem entuziasmați pentru că demonstrăm că AI-ul generativ poate fi folosit pentru a proiecta antibiotice complet noi”, a declarat profesorul James Collins de la MIT. „Acest lucru poate extinde arsenalul nostru și ne poate oferi un avantaj în lupta împotriva bacteriilor rezistente.”
Provocări înainte de aplicarea clinică
În ciuda rezultatelor promițătoare, cercetătorii avertizează că mai este un drum lung de parcurs. Noile antibiotice vor necesita încă unul sau doi ani de rafinare înainte de a intra în etapa testelor clinice pe oameni. Procesul este costisitor și de durată, iar succesul nu este garantat.
Un alt obstacol este fabricarea acestor molecule complexe la scară industrială. Din cele 80 de tratamente pentru gonoree generate în teorie de AI, doar două au putut fi efectiv sintetizate. În plus, există și o problemă economică: antibioticele noi ar trebui folosite cât mai rar pentru a-și păstra eficiența, ceea ce reduce interesul comercial al companiilor farmaceutice.
Chiar și așa, studiul publicat în revista Cell este văzut de experți ca un pas important spre folosirea inteligenței artificiale pentru a combate criza globală a rezistenței antimicrobiene. Dacă aceste molecule își vor dovedi eficiența și siguranța în studii clinice, ele ar putea deveni arme esențiale împotriva infecțiilor care astăzi nu mai răspund la tratamentele convenționale.