Νέο αντιβιοτικό σκοτώνει ανθεκτικά μικρόβια με την χρήση τεχνητής νοημοσύνης.
Η επιστημονική αυτή ανακάλυψη μπορεί στο μέλλον να συμβάλει στην αντιμετώπιση, ίσως δε και στην εξάλειψη των μικροβίων – superbags – που συναντώνται στα νοσοκομεία, τα λεγόμενα νοσοκομειακά μικρόβια, από τα οποία πολλοί ασθενείς προσβάλλονται και ενίοτε καταλήγουν.
Το επίτευγμα της τεχνητής νοημοσύνης θα μπορούσε να προκαλέσει ιατρική επανάσταση.
Επιστήμονες στον Καναδά παρασκεύασαν αντιβιοτικό που σκοτώνει ένα θανατηφόρο, εξαιρετικά ανθεκτικό μικρόβιο, που επιβιώνει σε αποστειρωμένους χώρους και στον ιατρικό εξοπλισμό νοσοκομείων. Το νέο επίτευγμα, χάρη στη τεχνητή νοημοσύνη έγινε μέσα σε μιάμιση ώρα. Τόση απαιτήθηκε για να σαρωθούν 6.680 χημικές ενώσεις και να οδηγηθούν οι ερευνητές σε 9 πιθανά αντιβιοτικά, μεταξύ των οποίων και το πανίσχυρο Abaucin, που προκρίθηκε. Οι ερευνητές στον Καναδά και τις ΗΠΑ εκτιμούν ότι μέσω της τεχνητής νοημοσύνης παρέχεται η δυνατότητα της επιτάχυνσης μαζικής ανίχνευσης και παρασκευής νέων φαρμάκων.
Σταματώντας τα υπερβακτήρια
Τα αντιβιοτικά σκοτώνουν τα βακτήρια. Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη νέων φαρμάκων εδώ και δεκαετίες και τα βακτήρια γίνονται όλο και πιο δύσκολο να θεραπευτούν, καθώς αναπτύσσουν αντίσταση. Υπολογίζεται ότι περισσότεροι από ένα εκατομμύριο άνθρωποι ετησίως πεθαίνουν από λοιμώξεις που αντιστέκονται στη θεραπεία με αντιβιοτικά.
Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε ένα από τα πιο προβληματικά είδη βακτηρίων – το Acinetobacter baumannii, το οποίο μπορεί να μολύνει πληγές και να προκαλέσει πνευμονία.
Ισως να μην είναι ευρέως γνωστό, αλλά το συγκεκριμένο βακτήριο είναι ένα από τα τρία υπερβακτήρια που ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει χαρακτηρίσει ως “κρίσιμη” απειλή. Εχει συχνά την ικανότητα να αποφεύγει πολλαπλά αντιβιοτικά και αποτελεί μείζον πρόβλημα στα νοσοκομεία, όπου μπορεί να επιβιώνει σε επιφάνειες και ιατρικό εξοπλισμό.
Ο καθηγητής Jonathan Stokes του Πανεπιστημίου McMaster περιγράφει το μικρόβιο ως τον “Νούμερο 1 δημόσιο εχθρό, καθώς είναι πραγματικά συνηθισμένο να συναντάμε περιπτώσεις όπου είναι ανθεκτικό σχεδόν σε κάθε αντιβιοτικό”.
Για να βρουν το νέο αντιβιοτικό οι ερευνητές έπρεπε πρώτα να εκπαιδεύσουν την τεχνητή νοημοσύνη. Πήραν χιλιάδες φάρμακα των οποίων η ακριβής χημική δομή ήταν γνωστή και τα δοκίμασαν στο Acinetobacter baumannii για να δουν ποια θα μπορούσαν να το επιβραδύνουν ή να το σκοτώσουν.
Αυτές οι πληροφορίες αρχικά τροφοδοτήθηκαν στην τεχνητή νοημοσύνη ώστε η τελευταία να μάθει τα χημικά χαρακτηριστικά των φαρμάκων που θα μπορούσαν να επιτεθούν στο προβληματικό βακτήριο. Στη συνέχεια, η τεχνητή νοημοσύνη απελευθερώθηκε σε έναν κατάλογο 6.680 ενώσεων των οποίων η αποτελεσματικότητα ήταν άγνωστη. Τα αποτελέσματα -που δημοσιεύονται στο Nature Chemical Biology- έδειξαν ότι η τεχνητή νοημοσύνη χρειάστηκε μόλις μιάμιση ώρα για να δημιουργήσει έναν κατάλογο.
Οι ερευνητές δοκίμασαν 240 ενώσεις στο εργαστήριο και βρήκαν εννέα πιθανά αντιβιοτικά. Ένα από αυτά είναι το ιδιαίτερα ισχυρό αντιβιοτικό abaucin.
Εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι μπορούσε να θεραπεύσει μολυσμένες πληγές σε ποντίκια και ήταν σε θέση να σκοτώσει δείγματα A. baumannii. Ωστόσο, δήλωσε ο Δρ Στόουκς: “Εδώ είναι που αρχίζει η δουλειά”.
Το επόμενο βήμα είναι να τελειοποιηθεί το φάρμακο στο εργαστήριο και στη συνέχεια να διεξαχθούν κλινικές δοκιμές. Ο ίδιος αναμένει ότι τα πρώτα αντιβιοτικά τεχνητής νοημοσύνης μπορεί να είναι διαθέσιμα προς συνταγογράφηση ως το 2030.
Περιέργως, αυτό το πειραματικό αντιβιοτικό δεν είχε καμία επίδραση σε άλλα είδη βακτηρίων και λειτουργεί μόνον στο A. baumannii. Πολλά αντιβιοτικά σκοτώνουν τα βακτήρια αδιακρίτως. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ακρίβεια του abaucin θα καταστήσει δυσκολότερη την εμφάνιση ανθεκτικότητας στα φάρμακα και θα μπορούσε να οδηγήσει σε λιγότερες παρενέργειες.
Ανάπτυξη βακτηρίων στο εργαστήριο
Η τεχνητή νοημοσύνη, με βάση πλέον την τελευταία αυτή ανακάλυψη, θα μπορούσε να ελέγξει δεκάδες εκατομμύρια πιθανές ενώσεις – κάτι που θα ήταν ανέφικτο να γίνει με το χέρι. “Η τεχνητή νοημοσύνη αυξάνει το ρυθμό και, σε έναν τέλειο κόσμο, μειώνει το κόστος, με το οποίο μπορούμε να ανακαλύψουμε αυτές τις νέες κατηγορίες αντιβιοτικών που χρειαζόμαστε απεγνωσμένα”, μου είπε ο Δρ Στόουκς.
Οι ερευνητές δοκίμασαν τις αρχές της ανακάλυψης αντιβιοτικών με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης στο E. coli το 2020, αλλά τώρα χρησιμοποίησαν αυτή τη γνώση για να επικεντρωθούν στους μεγάλους εχθρούς. Πλέον ετοιμάζονται να εξετάσουν και να αντιμετωπίσουν τους Staphylococcus aureus και Pseudomonas aeruginosa.
“Το συγκεκριμένο επίτευγμα υποστηρίζει περαιτέρω την υπόθεση ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιταχύνει και να επεκτείνει σημαντικά την αναζήτησή μας για νέα αντιβιοτικά”, δήλωσε ο καθηγητής James Collins, από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης. Και πρόσθεσε: “Είμαι ενθουσιασμένος που αυτή η εργασία δείχνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθήσουμε στην καταπολέμηση προβληματικών παθογόνων όπως το A. baumannii”.
