ИИ создал новые антибиотики против супербактерий: что это за болезни

Искусственный интеллектразработал два новых потенциальных антибиотика, способных уничтожать устойчивые к лекарствам возбудители гонореи и метициллин-резистентного золотистого стафилококка (МРЗС), сообщают ученые.

Об этом пишет BBC.

ИИ создал эти препараты на уровне атомов, и они успешно уничтожили супербактерии во время испытаний в лаборатории и на животных. Несмотря на успех, оба соединения еще требуют нескольких лет усовершенствования и прохождения клинических тестов, прежде чем смогут попасть в медицинскую практику.

Исследователи из Массачусетского технологического института (МТИ) считают, что эта технология может начать «вторую золотую эру» в открытии антибиотиков. Антибиотики уничтожают бактерии, но резистентные инфекции ежегодно приводят к более чем миллиону смертей в мире.

Чрезмерное и неконтролируемое использование таких препаратов способствовало эволюции бактерий и формированию устойчивости к лечению, а новые антибиотики появлялись крайне редко в течение последних десятилетий.

Если раньше искусственный интеллект использовали для поиска перспективных соединений среди известных химических веществ, то теперь команда МТИ применила генеративный искусственный интеллект для создания принципиально новых молекул, ориентированных на борьбу с гонореей и опасным МРЗС.

Как ИИ разрабатывал новые антибиотики?

Исследование охватило 36 млн химических соединений, включая те, которые еще не были открыты или не существуют в природе. ИИ «обучили» с помощью данных о структуре известных веществ и их влиянии на рост различных бактерий. Алгоритм освоил закономерности между молекулярными формами, состоящими из атомов углерода, кислорода, водорода и азота, и их антибактериальным эффектом.

Было протестировано два подхода. Первый предусматривал поиск перспективных фрагментов молекул размером 8-19 атомов с последующим конструированием больших структур. Второй дал ИИ полную свободу в создании молекул. Параллельно алгоритм отсеивал соединения, слишком похожие на уже существующие антибиотики, прогнозировал потенциальную токсичность для человека и избегал создания веществ, непригодных для медицины.

После синтеза отобранные молекулы протестировали на бактериях и зараженных мышах, в результате получив два новых перспективных препарата.

«Мы в восторге, ведь показали, что генеративный ИИ может создавать совершенно новые антибиотики. ИИ позволяет быстро и недорого разрабатывать молекулы, расширяя наш арсенал и давая нам преимущество в борьбе с генами супербактерий», — отметил профессор Джеймс Коллинз из МТИ.

Когда начнутся испытания на людях?

Сейчас до испытаний на людях еще далеко: для доказательства безопасности и эффективности нужно как минимум 1-2 года дополнительных исследований. Процесс тестирования является длительным, дорогим и не гарантирует, что препарат в итоге попадет на рынок.

Исследователи также отмечают необходимость совершенствования ИИ-моделей, чтобы они точнее прогнозировали эффективность лекарств в живом организме, а не только в лабораторных условиях.

Отдельной проблемой остается производство: из созданных алгоритмом 80 перспективных молекул против гонореи удалось синтезировать только две.

Профессор Крис Доусон из Университета Ворика назвал работу «крутым» примером прогресса и отметил, что она является «значительным шагом вперед» в применении ИИ для открытия новых антибиотиков.

В то же время он обращает внимание на экономический аспект: «Как делать лекарства, не имеющие коммерческой выгоды?»

По словам Доусона, новые антибиотики нужно применять как можно реже, чтобы избежать развития устойчивости, что делает их производство финансово непривлекательным.

К слову, ранее хирургический робот SRT-H, управляемый ИИ,впервые полностью самостоятельно провел операцию, без помощи врача.