Med den nåværende pandemien har en annen alvorlig trussel mot folkehelsen dukket opp - fremveksten av antibiotika-resistente "superbugs". Så det trengs nye antibiotika, men utviklingen tar tid. Selskap IBM Research brukte kunstig intelligens (AI) på denne oppgaven, og fikk veldig raskt to lovende nye medikamentkandidater.
Som alle organismer, utvikler bakterier seg som svar på endringer i miljøet deres, så når vi pumper kroppene våre med medisiner, er det bare et spørsmål om tid før noen av dem finner ut hvordan de kan beskytte seg selv. Gitt tilstrekkelig tid og bruk av antibiotika, vil de eneste mikrobene forbli mikrober som er genetisk resistente mot legemidler.
Forskere spår at uten nye antibiotika eller andre behandlinger innen 2050, kan mindre infeksjoner begynne å kreve opptil 10 millioner liv i året. Å utvikle nye medisiner tar år og innebærer mye prøving og feiling. Heldigvis er dette akkurat den typen arbeid AI utmerker seg med, så IBM har utviklet et nytt system for å knuse tallene for oss.
Et forskerteam fra IBM har laget et kunstig intelligenssystem som utforsker hele mulighetene for molekylære konfigurasjoner mye raskere. Først startet forskerne med en modell – en dyp generativ autokoder – som i hovedsak undersøker en rekke peptidsekvenser, samler viktig informasjon om funksjonene deres og molekylene de er laget av, og ser etter likheter med andre peptider.
Deretter brukes et system kalt Controlled Latent attribute Space Sampling (CLaSS). Dette systemet bruker de innsamlede dataene og genererer nye peptidmolekyler med spesifikke ønskede egenskaper. I dette tilfellet er det antimikrobiell effektivitet.
Men selvfølgelig er evnen til å drepe bakterier ikke det eneste kravet for et antibiotikum – det må også være trygt for menneskelig bruk og ideelt sett fungere mot en rekke bakterieklasser. Dermed sendes de AI-genererte molekylene gjennom dyplæringsklassifiserere for å luke ut ineffektive eller giftige kombinasjoner.
I løpet av 48 dager identifiserte AI-systemet, syntetiserte og eksperimenterte med 20 nye peptidantibiotikakandidater. Spesielt to av dem viste seg å være spesielt lovende – de var svært effektive mot en rekke bakterier. De hadde også lav toksisitet i cellekulturer og tester på mus.
De to nye antibiotikakandidatene er interessante nok alene, men prosessen der de ble oppdaget er det virkelige gjennombruddet. Å kunne utvikle og teste nye antibiotika raskere og mer effektivt kan bidra til å forhindre marerittscenarioet med å gå tilbake til antibiotikaens dager.
Les også:
- Xiaomi kjøpte CVITEK, en utvikler av kunstig intelligens-teknologier
- Fem måter kunstig intelligens kan hjelpe oss i romutforskning