Objevit látky, které umí ničit bakterie, je věc buď náhody – jako tomu bylo u penicilinu – anebo desítek let nesmírně náročné práce. Vědci teď našli třetí cestu: využili umělou inteligenci. A uspěli.
Pro lidstvo neexistuje větší zdravotní hrozba, než je odolnost bakterií proti antibiotikům, tvrdí už řadu let Světová zdravotnická organizace. Pokud by se více druhů bakterií naučilo bránit proti antibiotikům, vrátilo by to medicínu o sto let zpět a smrtícími by se znovu stala drobná zranění, operace zubů nebo třeba porody. Tam všude totiž do otevřeného lidského těla pronikají bakterie a tam všude je antibiotika ničí.
Bakterie si opravdu odolnost proti této obraně vyvíjejí, a to čím dál rychleji a účinněji. Tato antimikrobiální rezistence způsobila v roce 2019 celosvětově více než 1,2 milionu úmrtí a podle Světové zdravotnické organizace by se toto číslo mohlo do roku 2050 zvýšit na deset milionů úmrtí ročně.
Vědci tak stále zoufaleji hledají nějaké látky, které by mohly nahradit současná antibiotika, jež rok od roku ztrácejí účinnost. Jenže to není vůbec lehké. Penicilin byl doslova zásah do černého, protože se v něm podařilo náhodou odhalit nesmírně účinného zabijáka bakterií. Mohl by se podařit nějaký podobný objev? V to doufají výzkumníci, kteří se rozhodli nahradit náhodu umělou inteligencí.
V odborném časopise Cell nyní popsali, jak využili AI pro studium celoplanetárního mikrobiomu. Pomocí strojového učení se pokusili najít v nesmírně rozmanitém spektru všech mikrobů světa něco užitečného, co by se mohlo vyrovnat současným antibiotikům. A tvrdí, že uspěli.
Profesor César de la Fuente z Pensylvánské univerzity, který výkum vedl, oznámil, že našli asi milion nových buněk, které by dosud využívaná antibiotika mohly nahradit.
Mikrobi jsou všudypřítomní, nacházejí se v atmosféře, hlubinách oceánu, půdě, ale i lidských vnitřnostech. Popsat vlastnosti všech těchto miniaturních tvorečků je lidskými silami téměř nemožné. Přesně tohle je ideální úkol pro algoritmus založený na strojovém učení, který umí třídit obrovské množství informací.
Jako hledat jehlu v kupce sena
V rámci této studie vědci shromáždili genomy uložené ve veřejně dostupných databázích a hledali úseky DNA, které by mohly mít antimikrobiální aktivitu. K ověření těchto předpovědí použili chemii, aby v laboratoři syntetizovali stovku těchto molekul a poté je otestovali, aby zjistili, jestli opravdu mohou zabíjet bakterie. Ukázalo se, že ano: 79 procent molekul dokázalo zabít alespoň jeden druh bakterie, což znamená, že by mohly sloužit jako potenciální antibiotikum.
Podle de la Fuenty je jeho studie vůbec „největším objevem antibiotik v historii“, ale v deníku The Guardian současně uvedl, že si uvědomuje úskalí své práce. Stejná technologie by totiž mohla pomoci najít nejen léky, ale třeba také jedy nebo jiné smrtící látky.
Tento výzkum rozhodně neznamená, že je problém antibiotické rezistence vyřešený. Studie potřebné pro schválení nového antibiotika totiž bývají nesmírně časově náročné, trvají mezi deseti a dvaceti lety.
