Nauka  / Artykuł

Sztuczna inteligencja kontra superbakterie. Algorytm stworzył antybiotyk na nieuleczalne infekcje

Walka medycyny z bakteriami to typowy wyścig zbrojeń: lekarze tworzą coraz mocniejsze antybiotyki, na które bakterie się uodparniają. Teraz jednak mamy przewagę. Algorytmy maszynowego uczenia się zaczęły projektować nam leki.

Halicyn to substancja opracowana przez sztuczną inteligencję, na bazie której przemysł farmaceutyczny już wkrótce będzie mógł rozpocząć produkcję nowych antybiotyków. Leki te będą skuteczne w w walce z wieloma szczepami tzw. superbakterii. Na przykład prątków gruźlicy.

Antybiotyk stworzony przez sztuczną inteligencję

Za stworzenie samego algorytmu i wszystkie jego modyfikacje odpowiada zespół naukowców z MIT pod kierownictwem Jima Collinsa. Efekt ich prac, czyli substancja halicyn (ang. halicin) wyróżnia się na tle innych antybiotyków pod tym względem, że organizm człowieka nie zaczyna budować wobec niej odporności.

W przypadku większości antybiotyków jest to spory problem, jednak z testów przeprowadzonych przez zespół z MIT wynika, że nawet po 30 dniach nie wykryto żadnego budowania odporności na halicyn.

Jest to niewątpliwie zasługa samego algorytmu, który tworzenie leku zaczął od analizy tego, w jaki sposób zachowywać się będą poszczególne połączenia molekuł, nie opierając się przy tym na składzie żadnego istniejącego leku.

Po ukończeniu tego etapu naukowcy nakarmili go już nieco skróconą bazą, zawierającą 6000 tys. molekuł, zadając mu kolejną zagadkę: które z nich i w jakim połączeniu poradzą sobie z bakteriami E. coli.

Kiedy algorytm przygotował wyczerpującą odpowiedź na to pytanie, naukowcy z MIT zadali mu kolejne: no dobrze, a teraz pokaż nam wszystkie kombinacje, które różnią się od znanych i dostępnych na rynku antybiotyków.

Tak właśnie powstał halicyn, którego nazwa nawiązuje oczywiście do Odysei Kosmicznej, a konkretniej do HAL-a 9000, superkomputera który tam występuje. Hal, halicyna, nieco sztywne poczucie humoru naukowców - wszystko się zgadza.

O wiele ważniejszą informacją jest jednak to, że halicyn radzi sobie z zabijaniem bakterii, które dotychczas uznawane były za kompletnie odporne na jakiekolwiek leki. Mowa o szczepie Acinetobacter baumannii, który wywołuje często tzw. zakażenia wewnątrzszpitalne u pacjentów wymagających dużej ilości procedur inwazyjnych, przebywających na oddziałach intensywnej terapii.

Acinetobacter baumannii są Często znajdowane w różnych materiałach klinicznych – krwi, moczu, płynie mózgowo-rdzeniowym, materiale z ran pooperacyjnych Zakażenie nimi może często prowadzić do sepsy. Teraz, dzięki sztucznej inteligencji wiemy jak z walczyć z tymi bakteriami.

Halicyna to kolejny lek opracowany przez sztuczną inteligencję

Pierwszą cząsteczką opracowaną przy pomocy algorytmu maszynowego uczenia się jest DSP-1181. Za jej stworzenie odpowiadają działy badawcze brytyjskiej firmy Exscientia i japońskiego koncernu farmaceutycznego Sumitomo Dainippon Pharma. DSP-1181 została niedawno dopuszczona do fazy testów klinicznych i przejdzie do historii jako pierwszy lek opracowany przez sztuczną inteligencję. Jak jednak widać, na kontynuację sukcesów algorytmów nie musieliśmy czekać zbyt długo.

Algorytmy maszynowego uczenia się mają tę ogromną przewagę nad człowiekiem, że w czasie nieporównywalnie krótszym są w stanie przeanalizować wszystkie dostępne dane wejściowe i zbadać możliwości, które oferują. Ludzie działają w inny sposób, stąd też odkrycie czegoś nowego zajmuje nam o wiele dłużej. Albo dosłownie dzieje się przez szczęśliwy zbieg okoliczności (albo i nieszczęśliwy – zależy o którym odkryciu mówimy).

Można więc chyba oficjalnie uznać, że w historii medycyny rozpoczęła się nowa era. Era, w której ludzcy lekarze otrzymali nowy potężny oręż do walki z infekcjami. Ciekawe o ilu lekach stworzonych przez algorytmy usłyszymy do końca 2020 r.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst