211service.com
AI vs. bakterie
Ett neuralt nätverk hjälpte till att identifiera ett nytt antibiotikum som dödar några av världens mest läkemedelsresistenta bakterier. 15 april 2020
Amrita Marino
MIT-forskare har använt en ny typ av neurala nätverksmodeller för att identifiera en kraftfull antibiotikaförening som dödar många av världens mest problematiska sjukdomsframkallande bakterier, inklusive några som är resistenta mot alla tidigare kända antibiotika.
Algoritmen, som kan screena mer än 100 miljoner kemiska föreningar på några dagar, är utformad för att plocka ut potentiella antibiotika som använder andra mekanismer än befintliga läkemedel. Mycket få nya antibiotika har introducerats under de senaste decennierna.
Vi ville utveckla en plattform som skulle tillåta oss att utnyttja kraften i artificiell intelligens för att inleda en ny tidsålder för upptäckt av antibiotikaläkemedel, säger James Collins, professor i biologisk teknik och medlem av MIT:s Institute for Medical Engineering and Science.
Collins och Regina Barzilay, professor i elektroteknik och datavetenskap vid MIT:s datavetenskap och artificiell intelligens Laboratory, är seniorförfattarna till studien och fakultetens medledare för MIT:s Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health (J-Clinic) ). Jonathan Stokes, postdoc vid MIT och Broad Institute of MIT och Harvard, är huvudförfattare till studien, som publicerades i Cell.
MIT-teamet använde modellen för att leta efter kemiska egenskaper som gör molekyler effektiva vid dödande E coli . Från ett bibliotek med cirka 6 000 potentiella läkemedelsföreningar valde den ut en som förutspåddes ha stark antibakteriell aktivitet och vars kemiska struktur skilde sig från den hos alla befintliga antibiotika. Denna molekyl, som forskarna bestämde sig för att kalla halicin (efter det fiktiva artificiella intelligenssystemet från 2001: A Space Odyssey ), hade tidigare undersökts som ett möjligt diabetesläkemedel.
Forskarna testade halicin mot dussintals bakteriestammar isolerade från patienter och odlade i labbrätter. Det kunde döda många som är resistenta mot behandling, inklusive Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii, och Mycobacterium tuberculosis .
I studier av möss rensade halicin också infektioner genom en stam av A. baumannii som är resistent mot alla kända antibiotika; det fungerade inom 24 timmar. Forskarna planerar att fortsätta studier av halicin, i samarbete med ett läkemedelsföretag eller ideell organisation, i hopp om att utveckla det för användning på människor. I en större skärm med cirka 100 miljoner molekyler som tog bara tre dagar, identifierade forskarna också 23 andra lovande antibiotikakandidater, som de planerar att testa vidare.