IBM vyvíjí umělou inteligenci, která přináší nová antibiotika

Pandemie COVID-19 není jedinou hrozbou, která nám poslední roky tak říkajíc „šlapala na paty“. Vlivem masového používání antibiotik a řady jiných antimikrobiálních látek dochází ke vzestupu tzv. „superbugů“, neboli silně rezistentních patogenů. Ti se pyšní všestrannou odolností vůči klinicky používaným antibiotikům, tedy prakticky jediným zbraním, kterými je lidstvo může ohrozit.

Abychom udrželi krok s infekčními onemocněními, je třeba pružně reagovat a neustále hledat nové sloučeniny, které nás před hrozbou superbugů ochrání. Vývoj nových antibiotik však vyžaduje nejen tučný kapitál, ale především dlouhé roky práce. Tato doba se obvykle pohybuje okolo 20 let.

Nyní však společnost IBM Research začala využívat umělou inteligenci, která by se s tímto úkolem mohla vypořádat výrazně rychleji než lidský výzkum. S její pomocí přišla s dvěma slibnými kandidáty. Tým IBM Research vytvořil systém AI, který velice rychle vyhodnocuje možnosti molekulární konfigurace. Nejprve použili model zvaný Deep generative autoencoder, který zkoumal množství sekvencí proteinů, sbíral důležité informace o jejich struktuře a funkci a hledal podobnosti s jinými.

Následně aplikoval systém s názvem Controled Latent attribute Space Sampling (CLaSS). Ten využívá shromážděná data a generuje nové peptidové molekuly s požadovanými vlastnostmi, tedy antimikrobiálním efektem. Schopnost zabíjet bakterie samozřejmě není jediným požadavkem na výsledný lék. Je nezbytné, aby daná látka byla rovněž bezpečná pro lidské tělo a v ideálním případě fungovala vůči širšímu spektru bakterií. Řada molekul proto byla umělou inteligencí vyřazena jako neúčinná nebo toxická.

V průběhu 48 dnů systém identifikoval 20 kandidátů na peptidy s antimikrobiální funkcí. Dva z nich se ukázaly jako obzvláště slibné. Působili totiž vysoce efektivně vůči grampozitivním i gramnegativním bakteriím a to děrováním jejich vnějších membrán. Na experimentálních buněčných kulturách a myších modelech navíc testované látky neprojevily vyšší toxicitu. Zdálo se rovněž velmi nepravděpodobné, že by jejich používáním docházelo ke vzniku dalších rezistencí E. coli.

Dvě nová potenciální antibiotika jsou sama o sobě vzrušujícím výsledkem. Ovšem proces, jakým byla objevena je skutečným průlomem. Schopnost rychle a efektivně vyvíjet a testovat nová antibiotika by mohla zabránit černému scénáři, podle kterého bychom se vrátili do doby před objevem antibiotik.

Zdroj: New Atlas, zdroj titulního obrázku: The Lore.com, Unsplash.

Lukáš Kekrt

Populizátor vědy, ultramaratonec a naivní tramp, mikrobiologie, Karlova Univerzita

Související články

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Back to top button
Close
Close