Umělá inteligence dokázala prověřit miliony chemických sloučenin a najít mezi nimi rychle skupinu antibiotik schopných zabíjet dva různé typy bakterií, které jsou odolné vůči existujícím antibiotikům.
Umělá inteligence pomohla vědcům objevit novou skupinu antibiotik, která dokáže léčit infekce způsobené bakteriemi, jež jsou odolné vůči existujícím lékům. Autoři objevu tvrdí, že by to mohlo pomoci v boji proti rezistentním bakteriím. Ty se totiž adaptovaly na existující antibiotika natolik dobře, že je čím dal těžší nemocné léčit. Například v roce 2019 byly zodpovědné za úmrtí více než 1,2 milionu lidí a očekává se, že tento problém se bude zhoršovat.
Vědci rovnou tyto látky objevené umělou inteligencí otestovali – samozřejmě ne na lidech, ale na myších. Tyto testy ukázaly, že nové antibiotické sloučeniny fungují, zařadily se tak mezi velmi slibné léky na dvě nebezpečné bakterie. Tou první je zlatý stafylokok rezistentní vůči meticilinu, druhou enterokok rezistentní vůči vankomycinu.
„Naše modely umělé inteligence nám prozradily nejen to, které sloučeniny jsou antibioticky aktivní, ale také proč, tedy co v jejich chemické struktuře je za to zodpovědné,“ popsal Felix Wong z MIT, který výzkum vedl.
Jak udělat z umělé inteligence biochemika
Jestli jsou umělé inteligence úspěšné, záleží vždy hlavně na tom, jak dobře se je podaří vycvičit. Nejde tedy použít nějaký obecný model, jako je třeba oblíbený ChatGPT, ale musí se vycvičit specializovaný nástroj. Vědci proto nejprve otestovali účinky více než 39 tisíc různých sloučenin na zlatého stafylokoka a tři typy lidských buněk z jater, kosterního svalstva a plic.
Tyto výsledky pak použili jako jakousi učebnici, ze které se umělá inteligence naučila, jak různé sloučeniny reagují a jak fungují. Dozvěděla se z nich nejen to, jak předpovídat schopnost sloučenin bojovat proti bakteriím, ale také to, jestli u toho příliš neškodí lidským buňkám.
Těch 39 tisíc sloučenin jako základ pro tréninkový model se může zdát opravdu hodně, ale svět chemie je nesmírně pestrý. Na základě tohoto výcviku pak totiž umělá inteligence dokázala analyzovat 12 milionů sloučenin. Mezi nimi odhalila 3646, jejichž vlastnosti by mohly být využitelné jako léky. A u nich pak vysvětlila, které chemické struktury v nich jsou zodpovědné za antibakteriální vlastnosti.
Když vědci tyto struktury prozkoumali, našli nakonec dvě sloučeniny, které jsou schopné zabíjet obě výše uvedené bakterie. A navíc nemají negativní dopad na živé buňky. Poslední fází výzkumu byly experimenty na myších, jež byly nakažené těmito patogeny. A také v tomto případě sloučeniny zabraly.
Podle autorů je to nesmírně důležité, protože nové třídy antibiotik se nedaří nalézat a na ty staré si bakterie vytvářejí stále rychleji odolnost. Pokud by se lidstvu nepodařilo udržet s jejich překotnou evolucí krok, hrozí, že se medicína ocitne ve stejném stavu jako před objevem penicilinu – kdy lidé umírali na jakoukoliv běžnou bakteriální infekci.
