Antybiotyk na groźną bakterię. Do odkrycia przyczyniła się AI

Dzięki sztucznej inteligencji można było błyskawicznie wyselekcjonować spośród tysięcy potencjalnych antybiotyków te najbardziej obiecujące, by następnie przetestować je w laboratorium. W ten sposób naukowcy uzyskali silny, eksperymentalny antybiotyk o nazwie abaucyna. Będzie on jednak wymagał dalszych testów.

Powszechnie stosowane antybiotyki pozwalają skutecznie zwalczać infekcje bakteryjne. Jednak bakterie stopniowo stają się coraz odporniejsze na działanie antybiotyków, a nowe leki antybakteryjne od dziesięcioleci prawie się nie pojawiają. Co roku około miliona osób umiera z powodu zakażeń antybiotykoopornymi bakteriami.

Naukowcy z McMaster University (Kanada) skoncentrowali się na jednym ze sprawiających najwięcej problemów gatunków bakterii – Acinetobacter baumannii. Może ona powodować zapalenie płuc i zakażenia ran, była na przykład dużym problemem wśród rannych amerykańskich żołnierzy w Iraku czy Afganistanie. Choć nie jest szeroko znana, to jedna z trzech superbakterii, które Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) określiła jako "krytyczne" zagrożenie.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Acinetobacter baumannii, często odporna na prawie każdy antybiotyk, stanowi problem w szpitalach i domach opieki, tym większy, że potrafi przetrwać na powierzchniach i sprzęcie medycznym.

By znaleźć nowy antybiotyk, naukowcy najpierw wyszkolili sztuczną inteligencję. "Ręcznie" przetestowali działanie na Acinetobacter tysięcy leków, w przypadku których znana była dokładna struktura chemiczna.

Uzyskane informacje zostały udostępnione sztucznej inteligencji, dzięki czemu mogła ona poznać właściwości chemiczne leków, które byłyby skuteczne wobec tej bakterii. Kolejnym krokiem było przedstawienie AI listy 6680 związków, których skuteczność była nieznana. Jak się okazało stworzenie krótkiej listy obiecujących substancji zajęło AI tylko półtorej godziny.

Naukowcy przetestowali 240 związków w laboratorium i znaleźli dziewięć potencjalnych antybiotyków. Jeden z nich - abaucyna – okazał się niezwykle silny. Abaucyna leczyła zakażone rany u myszy i była w stanie zabijać bakterie pochodzące z próbek pobranych od pacjentów.

Następnym krokiem będzie udoskonalenie leku w laboratorium, a następnie przeprowadzenie badań klinicznych. Zdaniem ekspertów pierwszych antybiotyków wyselekcjonowanych przez AI można by się spodziewać na rynku około roku 2030.

Ciekawą cechą abaucyny jest jej selektywność: wydaje się działać tylko na A. baumannii, nie szkodząc innym gatunkom, na przykład pożytecznym bakteriom jelitowym. Zdaniem ekspertów selektywność powinna utrudnić powstawanie odporności na ten lek i zmniejszyć prawdopodobieństwo skutków ubocznych.

Teoretycznie nie ma przeszkód, by sztuczna inteligencja przeanalizowała przydatność nawet dziesiątek milionów związków pod katem ich przydatności w leczeniu.

Kolejne bakterie, przeciwko którym pilnie potrzebne są antybiotyki to między innymi gronkowiec złocisty (Staphylococcus aureus) oraz pałeczka ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa).

Więcej w informacji źródłowej: https://doi.org/10.1038/s41589-023-01349-8