Нейросеть открыла антибиотики против смертельно опасного стафилококка
Новый класс антибиотиков, способных подавить вызывающие смертельные инфекции бактерии золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) выявили с использованием искусственного интеллекта ученые США, сообщает 4 января TF1 со ссылкой на научный журнал Nature.
Команда ученых под руководством профессора Массачусетского технологического института (MIT) Джеймса Коллинза выявила новый класс антибиотиков после проверки 12 миллионов известных и коммерчески доступных химических соединений с помощью искусственного интеллекта (ИИ).
Из проанализированных нейросетью соединений одна из молекул оказалась чрезвычайно эффективной в подавлении инфекций, вызванных устойчивыми к метициллину бактериями Staphylococcus aureus (MRSA).
Опубликованное в Nature исследование является первым, в котором используется модель машинного обучения для прогнозирования успеха определенных молекул в роли антибиотиков. TF1 подчеркивает, что работа ученых представляет собой «небольшую революцию» в методах поиска надежной альтернативы существующим антибиотикам, учитывая экономию времени и денег.
Сначала ученые «скормили» нейросети данные о 39 000 соединений, чья химическая структура, антибиотическая активность и воздействие на три типа клеток человека (печени, скелетных мышц и легких) уже были известны. После обучения нейросеть успешно предсказала токсичность и антимикробные свойства для 12 миллионов других запрошенных химических соединений.
После тщательного отбора ученые протестировали 280 соединений, на которые указал ИИ. Тестирование проводилось на лабораторных мышах, инфицированных штаммами Staphylococcus aureus. Среди этих соединений одна из молекул оказалась очень эффективной против метициллин-резистентного S. aureus (MRSA) и ванкомицин-резистентных энтерококков. Эта молекула изменения выраженной резистентности и показала способность сократить популяцию инфекционных бактерий в 10 раз.
Ключевым нововведением нового исследования является то, что исследователи также смогли выяснить, какую информацию использовала модель глубокого обучения для прогнозирования эффективности антибиотиков. Эти знания могут помочь ученым разработать дополнительные лекарства, которые смогут работать даже лучше, чем выявленные нейросетью молекулы.
Можно добавить, что новый класс антибиотиков обнаружен учеными впервые за 60 лет.
Отметим, MRSA, которым ежегодно заражаются более 80 000 человек в США, часто вызывает кожные инфекции или пневмонию. Тяжелые случаи могут привести к сепсису, потенциально смертельной инфекции кровотока.
Золотистый стафилококк MRSA ежегодно становится причиной более 10 000 смертей в Соединенных Штатах.
