Onderzoekers gebruiken AI om een ​​krachtig nieuw antibioticum te ontwikkelen

Onderzoekers van MIT hebben dit gebruikt kunstmatige intelligentie om een ​​nieuwe antibioticaverbinding te ontwikkelen die zelfs sommige antibioticaresistente bacteriestammen kan doden. Ze creëerden een computermodel van miljoenen chemische verbindingen en gebruikten een machinaal leeralgoritme om die te selecteren wat effectieve antibiotica zouden kunnen zijn, selecteerde vervolgens een bepaalde verbinding om te testen en ontdekte dat deze effectief was tegen E. coli en andere bacteriën in muismodellen.

De meeste nieuwe antibiotica die vandaag de dag worden ontwikkeld, zijn variaties op bestaande geneesmiddelen, waarbij gebruik wordt gemaakt van dezelfde mechanismen. Het nieuwe antibioticum gebruikt een ander mechanisme dan deze bestaande medicijnen, wat betekent dat het infecties kan behandelen die de huidige medicijnen niet kunnen.

MIT-onderzoekers gebruikten een machinaal leeralgoritme om een ​​medicijn genaamd halicine te identificeren dat vele bacteriestammen doodt. Halicine (bovenste rij) verhinderde de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij E. coli, terwijl ciprofloxacine (onderste rij) dat niet deed.
MIT-onderzoekers gebruikten een machinaal leeralgoritme om een ​​medicijn genaamd halicine te identificeren dat vele bacteriestammen doodt. Halicine (bovenste rij) verhinderde de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij E. coli, terwijl ciprofloxacine (onderste rij) dat niet deed.
met dank aan het Collins Lab van MIT

“We wilden een platform ontwikkelen waarmee we de kracht van kunstmatige intelligentie kunnen benutten om een ​​nieuw tijdperk van antibiotica in te luiden medicijnontdekking”, zegt James Collins, hoogleraar medische technologie en wetenschap aan het Institute for Medical Engineering and Science van het MIT A stelling. “Onze aanpak onthulde dit verbazingwekkende molecuul dat misschien wel een van de krachtigste antibiotica is die ontdekt is.”

Aanbevolen video's

Deze nieuwe benadering van de ontwikkeling van geneesmiddelen kan het identificeren van verschillende verbindingen waartegen bacteriën resistent zijn sneller maken, en tegen aanzienlijk minder kosten dan andere benaderingen. De onderzoekers trainden hun computermodel op 2.500 bestaande moleculen en testten het vervolgens op een bibliotheek van 6.000 verbindingen om moleculen te identificeren die doden zouden kunnen veroorzaken. E. coli bacteriën. Het model identificeerde één bepaald molecuul als een potentieel doelwit, en toen de onderzoekers het in het laboratorium testten, ontdekten ze dat het ook andere behandelingsresistente bacteriën kon doden, zoals Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii, En Mycobacterium tuberculose.

Er is ook een groeiend probleem van antibioticaresistente bacteriën, die zijn ontstaan ​​als gevolg van bijvoorbeeld het overmatig voorschrijven van antibiotica en het overmatig gebruik van deze medicijnen in de landbouw. Nieuwe benaderingen van de ontwikkeling van geneesmiddelen kunnen dit probleem helpen aanpakken. “We worden geconfronteerd met een groeiende crisis rond antibioticaresistentie, en deze situatie wordt veroorzaakt door een toenemend aantal ziekteverwekkers resistent worden tegen bestaande antibiotica, en een bloedarme pijplijn in de biotech- en farmaceutische industrie voor nieuwe antibiotica”, zegt Collins gezegd.

De onderzoekers zijn van plan hun model te gebruiken om bestaande medicijnen te optimaliseren en nieuwe te ontwikkelen. “Dit baanbrekende werk betekent een paradigmaverschuiving in de ontdekking van antibiotica en zelfs in de ontdekking van geneesmiddelen in het algemeen.” Roy Kishony, hoogleraar biologie en computerwetenschappen bij Technion, die niet bij het onderzoek betrokken was, zei in de krant stelling. “Naast silicaschermen zal deze aanpak het gebruik van deep learning in alle stadia van antibiotica mogelijk maken ontwikkeling, van ontdekking tot verbeterde werkzaamheid en toxiciteit door middel van medicijnmodificaties en medicijnen scheikunde."

Aanbevelingen van de redactie

  • AI-aangedreven commentaar komt volgende maand naar Wimbledon
  • Slimme nieuwe A.I. systeem belooft uw hond te trainen terwijl u niet thuis bent
  • IBM zal niet langer gezichtsherkenningstechnologie ontwikkelen of onderzoeken
  • MIT Technology Review voorspelt de 10 doorbraaktechnologieën van 2020
  • We gebruikten een A.I. ontwerptool om een ​​nieuw logo te bedenken. Dit is wat er is gebeurd

Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.