Kada su testirali antibiotik na koži miševa koji su eksperimentalno zaraženi superbakterijom, on je uspeo da kontroliše rast bakterije, što je istraživačima ukazalo da se metoda može koristiti za stvaranje antibiotika prilagođenih za borbu protiv drugih patogena otpornih na lekove.
Istraživači su takođe testirali novo jedinjenje na 41 različitih sojeva Acinetobacter baumannii otpornih na antibiotike. Lek je delovao na sve njih, mada bi trebalo da bude dodatno specifikovan i testiran u kliničkim ispitivanjima na ljudima pre nego što bi mogao da se koristi.
Štaviše, jedinjenje koje je identifikovala veštačka inteligencija delovalo je samo na patogene mikroorganizme. Činilo se da nije ubio mnoge druge vrste korisnih bakterija koje žive u crevima ili na koži, što ga čini retkim usko ciljanim agensom.
Ako bi više antibiotika moglo ovako ciljano da deluje, naglašavaju istraživači, to bi pre svega sprečilo da bakterije postanu rezistentne na antibiotike.
Studija je objavljena u časopisu Nature Chemical Biology.
„Ovo deluje izuzetno obećavajuće“, rekao je dr Sezar de la Fuente, docent na Medicinskom fakultetu Univerziteta u Pensilvaniji koji takođe koristi veštačku inteligenciju da pronađe nove tretmane, ali nije bio uključen u novo istraživanje.
De la Fuente kaže da je ova vrsta pristupa pronalaženju novih lekova polje u nastajanju koje istraživači testiraju otprilike od 2018. godine. On dramatično skraćuje vreme potrebno za klasifikovanje hiljade potencijalnih jedinjenja.
„Mislim da se veštačka inteligencija, kao što smo videli, može uspešno da se primeni u mnogim domenima, i mislim da je otkrivanje lekova budućnost njene primene.“
Opasna bolnička bakterija
Za studiju, istraživači su se fokusirali na bakteriju Actinetobacter baumanii koja se često susreće u bolnicama i drugim zdravstvenim ustanovama, posebno na kvakama i pultovima. Pošto je u stanju da uzme delove DNK iz drugih organizama sa kojima dolazi u kontakt, može da ubaci svoje najubojitije oružje – gene koji im pomažu da se odupru agensima koje lekari koriste za lečenje.
„To je ono što mi u laboratoriji nazivamo profesionalnim patogenom“, rekao je Jon Stouks, jedan od istraživača i docent biohemije i biomedicinskih nauka na Univerzitetu Makmaster u Ontariju.
Ova vrsta gram-negativnih bakterija izaziva teške infekcije kože, krvi ili respiratornih organa teških za lečenje. Američki Centar za kontrolu i prevenciju bolesti još 2019. je naglasio da su infekcije Acinetobacter baumanii „najveći problem koji zahteva nove tipove antibiotika“.
Za ovo istraživanje, dr Stouks i njegove kolege su se udružili sa istraživačima sa Institutima na Tehnihničkom fakultetu Masačusets (MIT) i Harvardu. Prvo su koristili tehniku nazvanu visokopropusni skrining lekova za uzgoj Acinetobacter baumanii u laboratorijskim posudama i proveli nedelje izlažući ove kolonije pod više od 7.500 agenasa – lekovima i aktivnim sastojcima lekova. Pronašli su 480 jedinjenja koja su blokirala rast bakterija.
Oni su te informacije ubacili u kompjuter i koristili ih za obuku algoritma veštačke inteligencije.
„Kada smo naš model obučili, ono što smo mogli da uradimo je da tom modelu počnemo da pokazujemo potpuno nove slike hemikalija koje nikada nije video, zar ne? I na osnovu onoga što je naučio tokom treninga, VI je procenjivala da li su ti molekuli antibakterijski ili ne“, objašnjava Stouks.
Zatim su dobili modela sa više od 6.000 molekula, što je, kako navodi dr Stouks, VI bila u stanju da selektuje za samo nekoliko sati.
Suzili su potragu na 240 hemikalija koje su testirali u laboratoriji. Laboratorijsko testiranje im je pomoglo da smanje listu na devet najboljih inhibitora bakterija. Odatle su detaljnije pogledali strukturu svakog od njih, eliminišući one za koje su mislili da bi mogli biti opasni ili povezani sa poznatim antibioticima.
Ostalo im je jedno jedinjenje, nazvano RS102895, za koje Stouks misli da je prvobitno razvijeno kao potencijalni lek za dijabetes. Ovo jedinjenje deluje na potpuno nov način, sprečavajući komponente bakterije da putuju iz unutrašnjosti ćelije do njene površine.
„To je prilično interesantan mehanizam koji se ne primećuje među kliničkim antibioticima koliko ja znam.“ Štaviše, dodaje, RS102895 – koji su istraživači preimenovali u abaucin – deluje samo na Actinetobacter baumanii.
Stouks kaže da su većina antibiotika agensi širokog spektra, koji deluju protiv mnogih vrsta bakterija. Antibiotici širokog spektra vrše veliki pritisak selekcije na mnoge vrste bakterija, što dovodi do toga da mnoge brzo evoluiraju i dele gene koji im pomažu da se odupru leku i prežive.
„Sa ovim molekulom, pošto on veoma snažno deluje samo protiv Actinetobacter, ne nameće taj univerzalni selektivni pritisak, tako da neće tako brzo uspeti da pruži otpor“, naglašava dr Jon Stouks.
(RTS)