Bilim adamları, yapay zekayı kullanarak, ilaca dirençli tehlikeli bakteri Acinetobacter baumannii ile mücadele etmeyi amaçlayan yeni bir antibiyotik olan “abaucin”i keşfettiler. Bu hedefe yönelik antibiyotik, bakterilerin ilaca direnç geliştirme riskini azaltarak antibiyotik keşfi için yeni, uygun maliyetli ve verimli bir yol açar.
Yeni süreç, çok ihtiyaç duyulan diğer antibiyotiklerin keşfini hızlandırabilir.
McMaster Üniversitesi ve Massachusetts Institute of Technology’deki bilim adamları, savunmasız hastane hastalarına saldıran ölümcül, ilaca dirençli bir patojenle savaşmak için kullanılabilecek yeni bir antibiyotiği keşfetmek için yapay zekayı kullandılar.
Kullandıkları süreç, diğer pek çok zorlu bakteriyi tedavi etmek için başka antibiyotiklerin keşfedilmesini de hızlandırabilir.
Araştırmacılar, Dünya Sağlık Örgütü tarafından en sık görülenlerden biri olarak tanımlanan Acinetobacter baumannii’yi tedavi etmek için yeni ilaçlara yönelik acil ihtiyaca cevap veriyorlardı. dünyanın en tehlikeli antibiyotiğe dirençli bakterisi. A. baumannii’nin kökünün kazınması herkesin bildiği üzere zatürreye, menenjite ve enfeksiyon kapan yaralara neden olabilir ve bunların tümü ölüme yol açabilir.
Baş yazar Jonathan Stokes, Biyokimya ve Bilimler Bölümü’nde yardımcı doçent. McMaster Üniversitesi’nde Biyomedikal Bilim. Araştırmacılar, patojen Acinetobacter baumannii’yi tedavi etmek için yeni bir antibakteriyel bileşik belirlediler. Kredi: McMaster Üniversitesi
A. baumanni genellikle yüzeylerde uzun süre yaşayabildiği hastane ortamlarında bulunur. Patojen, antibiyotiğe dirençli genler de dahil olmak üzere ortamındaki diğer bakteri türlerinden DNA toplayabilir.
25 Mayıs’ta Nature Chemical Biology dergisinde yayınlanan çalışmada araştırmacılar, antibakteriyel moleküllerin yeni yapısal sınıflarını tahmin etmek için bir yapay zeka algoritması kullandıklarını ve abaucin adını verdikleri yeni bir antibakteriyel bileşik belirlediklerini bildirdiler. .
Geleneksel tarama yoluyla A. baumannii’ye karşı yeni antibiyotikler keşfetmek zorlayıcıydı. Geleneksel yöntemler zaman alıcı, maliyetli ve kapsamı sınırlıdır.
Modern algoritmik yaklaşımlar, antibakteriyel özelliklere sahip yüz milyonlarca, muhtemelen milyarlarca moleküle erişebilir.
“Bu çalışma, yeni antibiyotik arayışında makine öğreniminin faydalarını doğruluyor” diyor Jonathan Stokes, makalenin baş yazarı ve MIT’de tıp mühendisliği ve bilim profesörü olan James J. Collins ve McMaster lisansüstü öğrencileri Gary Liu ve Denise Catacutan ile çalışmayı yürüten McMaster’ın Biyotıp ve Biyokimya Bölümü’nde yardımcı doçent.
Gary Liu, McMaster Üniversitesi Biyokimya ve Biyomedikal Bilimler Bölümü’nde yüksek lisans öğrencisi ve makalenin ortak yazarı. Kredi: McMaster University
McMaster’ın Küresel Nexus Bilimler Okulu’na üye olan Stokes, “Yapay zekayı kullanarak, kimyasal uzayın geniş bölgelerini hızla keşfederek temelde yeni antibakteriyel moleküller keşfetme şansını önemli ölçüde artırabiliyoruz” diyor. Pandemiyi Önleme ve Müdahale.
MIT Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health’de Yaşam Bilimleri fakültesi başkanı Collins, “İlaç keşfine yönelik yapay zeka yaklaşımları burada kalacak ve iyileştirilmeye devam edecek” diyor. “Algoritmik modellerin işe yaradığını biliyoruz. Artık mesele, yeni antibiyotikleri daha verimli ve daha ucuza keşfetmek için bu yöntemleri geniş çapta benimseme meselesi.”
Araştırmacılara göre, Abucin özellikle ümit verici, çünkü yalnızca A. baumannii’yi hedefliyor, patojenin hızla ilaç direnci geliştirme olasılığının düşük olduğu ve daha kesin ve etkili tedavilere yol açabileceği anlamına gelen çok önemli bir bulgu.
Denise Catacutan, Biyokimya ve Bilimler Bölümü’nde yüksek lisans öğrencisi McMaster Üniversitesi’nde Biyomedikal Bilim ve makalenin ortak yazarı. Kredi: McMaster University
Çoğu antibiyotik doğası gereği geniş spektrumludur, yani tüm bakterileri öldürerek bağırsak mikrobiyomunu bozarak C difficile dahil bir dizi ciddi enfeksiyona kapı açar.
“Geniş spektrumlu antibiyotiklerin optimalin altında olduğunu ve patojenlerin evrim geçirip onlara yaptığımız her numaraya uyum sağlama yeteneğine sahip olduğunu biliyoruz” diyor Stokes. “AI yöntemleri bize yeni antibiyotik keşfetme hızımızı büyük ölçüde artırma fırsatı veriyor ve bunu daha düşük bir maliyetle yapabiliyoruz. Bu, yeni antibiyotik ilaçlar için önemli bir keşif alanıdır.”
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için bkz. Yapay Zeka, İlaca Dirençli Enfeksiyonlarla Mücadele Etmek İçin Yeni Antibiyotik İlaç Bulunmasına Yardımcı Oluyor.
Referans: “Derin öğrenme – Gary Liu, Denise B. Catacutan, Khushi Rathod, Kyle Swanson, Wengong Jin, Jody C. Mohammed, Anush Chiappino-Pepe, Saad A. Syed, Meghan Fragis, Kenneth Rachwalski, Jakob tarafından yazılan Acinetobacter baumannii’yi hedef alan bir antibiyotiğin kılavuzlu keşfi” Magolan, Michael G. Surette, Brian K. Coombes, Tommi Jaakkola, Regina Barzilay, James J. Collins ve Jonathan M. Stokes, 25 Mayıs 2023, Nature Chemical Biology.
DOI: 10.1038/s41589-023- 01349-8