Prelom v medicíne? Vedci pomocou umelej inteligencie objavili po 60 rokoch nové antibiotiká

Umelá inteligencia pomohla nájsť nové možnosti liečby

Ako uviedol portál Euronews, antibiotická rezistencia patrí medzi závažné problémy súčasnej medicíny. Baktérie si postupne vytvárajú odolnosť voči liekom, ktoré ich v minulosti dokázali účinne zničiť. Liečba niektorých infekcií je preto čoraz komplikovanejšia.

Vedci z Massachusettského technologického inštitútu sa rozhodli využiť umelú inteligenciu na hľadanie nových antibiotických látok. Ich výskum, na ktorom spolupracovalo 21 odborníkov, priniesol výsledky publikované v prestížnom vedeckom časopise Nature.

Výskumníci sa zamerali na baktériu Staphylococcus aureus rezistentnú voči meticilínu, známu pod skratkou MRSA.

Prečítajte si tiež

Čo zostane v črevách po antibiotikách? Odpoveď vedcov nie je úplne upokojujúca

Táto baktéria môže spôsobovať pomerne mierne kožné infekcie, no v závažnejších prípadoch aj život ohrozujúce ochorenia vrátane zápalu pľúc či infekcií krvného obehu.

Vedci chceli pochopiť, ako umelá inteligencia premýšľa

Pri hľadaní účinných látok výskumný tím využil pokročilé modely hlbokého učenia. Ide o technológiu, pri ktorej sa umelé neurónové siete učia rozpoznávať vzory vo veľkých súboroch údajov.

Takéto systémy dokážu analyzovať chemické vlastnosti molekúl a predpovedať, či by mohli pôsobiť proti určitým baktériám. Výskumníci však nechceli iba získať zoznam potenciálne účinných látok. Ich cieľom bolo lepšie pochopiť aj samotné rozhodovanie umelej inteligencie. Vedci preto vytvorili model, ktorý im umožnil lepšie sledovať, aké chemické vlastnosti ovplyvňujú predpovede účinnosti jednotlivých molekúl.

Prečítajte si tiež

Lekári varujú pred nesprávnym užívaním antibiotík a narastajúcou rezistenciou

Objavili dve mimoriadne sľubné látky

Odborníci preverili približne 39-tisíc chemických zlúčenín, aby zistili, či dokážu potláčať rast baktérie MRSA. Umelá inteligencia z obrovského množstva analyzovaných molekúl vybrala päť chemických tried, pri ktorých predpokladala účinnosť proti baktérii MRSA.

Vedci potom získali približne 280 vybraných zlúčenín a podrobili ich laboratórnym skúškam. Výsledkom bolo identifikovanie dvoch perspektívnych kandidátov na nové antibiotiká, ktoré patrili do rovnakej chemickej triedy.

Následne ich otestovali na myšiach. Použili dva experimentálne modely infekcie - jeden napodobňoval kožné ochorenie spôsobené MRSA, druhý systémovú infekciu zasahujúcu organizmus.

Obe skúmané látky dokázali v experimentoch znížiť množstvo baktérií MRSA približne desaťnásobne. Ide o významný výsledok, ktorý naznačuje, že identifikované zlúčeniny by mohli predstavovať základ pre vývoj nových antibiotických liekov.

Prečítajte si tiež

5 otázok a odpovedí o užívaní antibiotík u detí: Prečo treba s nimi opatrne a ako ich podávať správne?

Objav môže urýchliť vývoj liekov

Výskumníci považujú za dôležitý nielen samotný objav nových látok, ale aj spôsob, akým sa k nemu dopracovali. „Dokázali sme sledovať, čo sa modely naučili a na základe čoho predpovedali, že určité molekuly by mohli byť vhodnými antibiotikami,“ uviedol James Collins, profesor medicínskeho inžinierstva a vedy na MIT a jeden z autorov štúdie.

Podľa neho môže nový prístup priniesť rýchlejšie a efektívnejšie vyhľadávanie potenciálnych liečiv, pričom vedcom zároveň poskytuje lepší pohľad na vzťah medzi chemickou štruktúrou látky a jej účinkami. Využívanie umelej inteligencie by tak mohlo výrazne zjednodušiť prvé fázy vývoja nových antibiotík, ktoré sú tradične časovo aj finančne náročné.

Kedy sa nové antibiotiká dostanú k pacientom?

Hoci výsledky výskumu vyvolávajú optimizmus, objavené látky zatiaľ nemožno považovať za hotové lieky pripravené na používanie v nemocniciach.

Ich účinnosť bola v opísaných experimentoch potvrdená v laboratóriu a na zvieracích modeloch. Pred prípadným využitím u ľudí bude potrebné ďalšie skúmanie bezpečnosti, účinnosti a vhodného spôsobu podávania.