Przełomowe odkrycie: antybiotyki opracowane przez AI mogą zwalczać bakterie oporne na leki

WarsawNaukowcy z University of Texas w Austin opracowali przy użyciu sztucznej inteligencji nowy antybiotyk, który może pomóc w walce z bakteriami opornymi na antybiotyki, stanowiącymi poważny problem zdrowotny na świecie. Badanie, które zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Biomedical Engineering, wykorzystuje modele językowe podobne do ChatGPT.

Badacze początkowo skupili się na Protegrinie-1, silnym leku zwalczającym bakterie, który jednak jest szkodliwy dla ludzi. Ich celem było wykorzystanie sztucznej inteligencji do przekształcenia tego antybiotyku tak, aby był bezpieczny dla ludzi. W wyniku tych prac powstała bezpieczniejsza wersja, nazwana bakterio-selektywną Protegriną-1.2 (bsPG-1.2). Pierwsze testy na zwierzętach wykazały, że myszy leczone bsPG-1.2 miały mniej bakterii w swoich organach w porównaniu do myszy nieleczonych.

Podstawową metodologię stanowiły:

• Stworzenie ponad 7 000 wariantów Protegrin-1.
• Wskazanie miejsc do modyfikacji bez utraty aktywności antybiotycznej.
• Szkolenie białkowego modelu LLM do oceny milionów wariantów.
• Prowadzenie zespołu do bsPG-1.2, który celuje w błony bakteryjne, nie szkodząc komórkom ludzkim.

Uczenie maszynowe w inżynierii białek i peptydów stanowi znaczący postęp. Dawniej poszukiwanie odpowiednich molekuł wymagało wielu prac laboratoryjnych i testowania każdej z osobna. Wykorzystanie uczenia maszynowego przyspiesza ten proces, umożliwiając szybsze i bardziej efektywne znajdowanie przydatnych związków.

Zobacz również:

21 listopada 2024 · 15:27

USA przodują w innowacjach AI, dystansując Chiny w rankingu Stanforda

Sztuczna inteligencja wspomaga tworzenie nowych leków, identyfikując nowe cząsteczki, które mogą być użyte w terapii. Ulepsza również istniejące antybiotyki, czyniąc je bezpieczniejszymi i bardziej skutecznymi. Na przykład, techniki używane przez AI do grupowania podobnych słów w tekstach mogą być zastosowane do sekwencji białkowych. W białkach sekwencje o podobnych funkcjach, takich jak zwalczanie bakterii, mogą być grupowane razem. Dzięki temu naukowcy mogą szybko znaleźć skuteczne warianty.

Wraz z postępem sztucznej inteligencji medycyna może ulec znacznym zmianom. Podobne metody mogą być stosowane nie tylko do antybiotyków, ale i innych leków. To mogłoby wpłynąć na sposób, w jaki opracowujemy terapie, czyniąc je szybszymi i dostosowanymi do zwalczania konkretnych drobnoustrojów.

Badania te pokazują, jak istotna jest współpraca między różnymi dziedzinami. Łącząc biologię, sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe, możemy osiągnąć wyniki, które nie byłyby możliwe do uzyskania, gdyby te dziedziny działały samodzielnie. Projekt został wsparty przez kilka organizacji, w tym Krajowe Instytuty Zdrowia oraz The Welch Foundation. To podkreśla potrzebę stałego finansowania w celu wspierania takiej innowacyjnej pracy.

Uniwersytet Teksasu w Austin ogłosił rok 2024 Rokiem AI, aby podkreślić znaczenie sztucznej inteligencji w różnych dziedzinach. Badania pokazują, że AI może pomóc w rozwiązywaniu poważnych problemów, takich jak oporność na antybiotyki, oraz wkrótce zaoferować lepsze metody leczenia.