Жасалма интеллект жаңы антибиотик ойлоп тапты: ал дарыгерлер ондогон жылдар бою көтөрө албай келген маселени чечет

Машина үйрөнүү алгоритми көптөгөн ооруканаларда жашаган супербактерия Acinetobacter baumannii өлтүрүүчү кошулманы аныктады. Басылма кененирээк айтып берди Scitech Daily.

Сүрөт: IStock

Жасалма интеллект алгоритмин колдонуп, MIT жана МакМастер университетинин изилдөөчүлөрү көптөгөн дарыларга туруктуу инфекциялар үчүн жооптуу бактериялардын түрүн өлтүрүүгө жөндөмдүү жаңы антибиотикти аныкташты.

Эгерде бейтаптарга колдонуу үчүн иштелип чыкса, дары Acinetobacter baumannii менен күрөшүүгө жардам берет, бул пневмония, менингит жана башка олуттуу инфекцияларга алып келиши мүмкүн болгон ооруканаларда көп кездешүүчү бактериялардын бир түрү. Микроб Ирак менен Ооганстандагы жарадар аскерлердин инфекциясынын негизги себеби болуп саналат.

«Acinetobacter эшиктин туткаларында жана оорукананын жабдууларында көпкө жашайт, ошондой эле айлана-чөйрөдөн антибиотиктерге туруштук берүүчү гендерди өзүнө сиңирип алат. Азыр дээрлик бардык антибиотиктерге туруштук бере турган A. baumannii изоляттарын табуу абдан кеңири таралган», - дейт MITдин мурдагы доктору, азыр МакМастер университетинин биохимия жана биомедициналык илимдер боюнча ассистенти Джонатан Стокс.

Окумуштуулар 7000ге жакын потенциалдуу дары кошулмаларынан турган китепканадан жаңы дарыны аныкташкан, алар химиялык кошулма A. baumanniiдин өсүшүнө тоскоол болоорун баалоо үчүн үйрөткөн машинанын моделин колдонушкан.

"Бул ачылыш AI жаңы антибиотиктерди издөөбүздү бир топ тездетип, кеңейте алат деген түшүнүктү дагы да колдойт", - деп түшүндүрөт Джеймс Коллинз, MITдин Медициналык инженерия жана илим институтунун (IMES) Термеердеги медициналык инженерия жана илим профессору. "Бул иш A. baumannii сыяктуу көйгөйлүү козгогучтар менен күрөшүү үчүн AI колдоно аларыбызды көрсөткөнүнө кубанычтамын."

тема боюнча: Окумуштуулар робот таблетка жаратышты: ал кант диабети менен ооругандардын өмүрүн сактап кала алат жана антибиотиктерге туруктуу бактерияларды жеңе алат

Коллинз менен Стокс 25-майда Nature Chemical Biology журналында жарыяланган жаңы изилдөөнүн башкы авторлору. Кагаздын башкы авторлору Макмастердин докторанттары Гари Лю жана Дениз Катакутан жана Макмастердин жаңы бүтүрүүчүсү Кхуши Ратод.

Баңгизаттын ачылышы

Акыркы бир нече ондогон жылдар аралыгында көптөгөн патогендүү бактериялар учурдагы антибиотиктерге туруктуураак болуп калды, ал эми жаңы антибиотиктер абдан аз.

Бир нече жыл мурун Коллинз, Стокс жана MIT профессору Регина Барзилай машина үйрөнүү аркылуу бул көйгөйдү чечүүнү көздөшкөн. Бул жасалма интеллекттин бир түрү, ал маалымат көлөмүнүн кеңири мейкиндигинде калыптарды таанууга үйрөнө алат. Коллинз жана Барзилай бул ыкманы химиялык структурасы бар бардык дарылардан айырмаланган жаңы антибиотиктерди аныктоо үчүн колдонсо болот деп үмүттөнүшөт.

Окумуштуулар алгач E. coli көбөйүшүнө тоскоол боло турган химиялык структураларды аныктоо үчүн алгоритмди үйрөтүштү. 100 миллиондон ашык кошулмаларды сынап көргөндөн кийин, бул алгоритм изилдөөчүлөр 2001-жылдагы ойдон чыгарылган AI тутумунан кийин галицин деп атаган молекуланы берди: Космос Одиссеясы. Алар бул молекула E. coli гана эмес, дарыга туруктуу бактериялардын дагы бир нече түрүн өлтүрө аларын көрсөтүштү.

"Ушул макаладан кийин, биз бул машина үйрөнүү ыкмалары татаал антибиотиктерди табуу тапшырмаларында жакшы иштей аларын көрсөткөндөн кийин, мен көп дарыга туруктуу бактериялык инфекциялар үчүн №1 коомдук душман деп эсептеген нерсеге, тактап айтканда, Acinetobacter" деп эсептейбиз, дейт Стокс.

Эсептөө модели үчүн окуу маалыматтарын алуу үчүн изилдөөчүлөр адегенде лабораторияда өстүрүлгөн A. baumanniiге 7500дөй ар кандай химиялык заттардын кайсынысы микробдун өсүшүнө тоскоол болоорун көрүшкөн. Андан соң ар бир молекуланын түзүлүшүн моделге киргизишти. Алар моделге ар бир түзүлүш бактериялардын өсүшүнө тоскоол боло алабы же жокпу, айтышты. Бул алгоритмге өсүүнү токтотуу менен байланышкан химияны изилдөөгө мүмкүндүк берди.

Модель үйрөтүлгөндөн кийин, изилдөөчүлөр аны мурда эч качан көрбөгөн 6680 кошулмалардын жыйындысын талдоо үчүн колдонушкан, алар Кең Институттун Баңгизаттарын кайра иштетүү борборунан алынган. Эки саатка жетпеген убакытка созулган бул анализ бир нече жүздөй натыйжа берди. Алардын ичинен изилдөөчүлөр 240ты лабораторияда эксперименталдык тестирлөө үчүн тандап алышып, структурасы учурдагы антибиотиктерден же молекулалардан айырмаланган түзүлүшкө ээ болгон кошулмаларга басым жасашкан.

Бул тесттер тогуз антибиотикти, анын ичинде абдан күчтүү бир антибиотикти берди. Башында кант диабетин дарылоонун потенциалдуу ыкмасы катары изилденген бул кошулма A. baumannii өлтүрүүдө абдан натыйжалуу болуп чыкты, бирок Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus жана карбапенемдерге туруктуу Enterobacteriaceae сыяктуу бактериялардын башка түрлөрүнө эч кандай таасир тийгизген эмес.

Бул "тар спектрдеги" өлтүрүү жөндөмдүүлүгү антибиотиктердин эң керектүү өзгөчөлүгү болуп саналат, анткени ал бактерияларда дарыга туруктуулуктун тез жайылуу коркунучун азайтат. Дагы бир артыкчылыгы - дары Clostridium difficile сыяктуу оппортунисттик инфекцияларды басууга жардам берет.

Жаңы механизм

Чычкандарды изилдөөдө окумуштуулар абауцин деп атаган дары A. baumannii козгогон инфекцияларды дарылаарын аныкташкан. Кошумчалай кетсек, алар лабораториялык изилдөөлөрдүн натыйжасында адам пациенттерден бөлүнүп алынган A. baumanniiдин ар кандай дарыга туруктуу штаммдарына каршы иштээрин аныкташкан.

Андан аркы эксперименттер липопротеиндердин трансфери деп аталган процесске кийлигишип, клеткаларды өлтүргөнүн көрсөттү, бул процесс клетканын ичиндеги белокторду клетканын дубалына ташуу үчүн колдонулат. Атап айтканда, дары бул процесске катышкан LolE протеинине тоскоол болот.

Сизге кызыктуу болушу мүмкүн: Нью-Йорктогу жаңылыктар, биздин иммигранттардын окуялары жана Big Appleдеги жашоо жөнүндө пайдалуу кеңештер - анын бардыгын ForumDaily New Yorkтан окуңуз

Бардык грам-терс бактериялар бул ферментти экспрессиялайт, ошондуктан изилдөөчүлөр абауциндин A. baumanniiде ушунчалык тандалма экенине таң калышты. Алар A. baumannii бул милдетти кантип аткаргандагы кичинекей айырмачылыктар дары-дармектин тандалмалыгын түшүндүрүшү мүмкүн деп болжолдошууда.

«Биз эксперименталдык маалыматтарды чогултууну аягына чыгара элекпиз, бирок бул A. baumannii липопротеиндерди башка грам-терс түрлөргө караганда бир аз башкачараак жеткиргендигине байланыштуу деп ойлойбуз. Биз ушундан улам тар спектрдеги активдүүлүккө ээ болобуз деп ойлойбуз ", - деп белгилейт Стокс.

Стокс лабораториясы учурда башка изилдөөчүлөр менен бирге оорулууларда колдонуу үчүн аны өнүктүрүү үмүтү менен кошулманын дарылык касиеттерин оптималдаштыруу үчүн иштеп жатат.

Окумуштуулар дарыга туруктуу инфекциялардын башка түрлөрү үчүн, анын ичинде алтын стафилококк жана Pseudomonas aeruginosa себеп болгон антибиотиктерди аныктоо үчүн моделдөө ыкмасын колдонууну пландаштырууда.

Оку: ForumDaily да:

Жашырылган асыл таштар: Алдиден тыйынга сатып ала турган жети жогорку сапаттагы продукт

Жаман адаттар бизге канча чыгым алып келет: алкоголдук ичимдиктер жана фаст-фуд бюджетке зыян келтирет

Ким жакшы акча табуу үчүн колледжде окуу керек: популярдуу адистиктер аз айлыкка алып келет

Costco vs Aldi: Беш популярдуу өнүмдөрдүн баасын салыштыруу

АКШдагы жашоо жана Америкага иммиграция тууралуу маанилүү жана кызыктуу жаңылыктарды каалайсызбы? - бизди колдо кайрымдуулук кыл! Ошондой эле биздин баракчага жазылыңыз Facebook. "Дисплейдин артыкчылыгы" параметрин тандап, алгач бизди окуңуз. Ошондой эле, биздин жазылууну унутпаңыз Телеграм каналы  жана Instagram- көптөгөн кызыктуу нерселер бар. Жана миңдеген окурмандардын катарын толуктаңыз ForumDaily New York – ал жерден сиз мегаполистеги жашоо жөнүндө көптөгөн кызыктуу жана позитивдүү маалыматтарды таба аласыз.