חוקרים מאוניברסיטת מקמאסטר ואוניברסיטת סטנפורד המציאו מודל חדש של בינה מלאכותית מחוללת שיכול לעצב מיליארדי מולקולות אנטיביוטיות חדשות שהן זולות וקלות לבנות במעבדה.
ההתפשטות העולמית של חיידקים עמידים לתרופות יצרה צורך דחוף באנטיביוטיקה חדשה, אך אפילו שיטות בינה מלאכותיות מודרניות מוגבלות בבידוד תרכובות כימיות מבטיחות, במיוחד כאשר החוקרים חייבים למצוא גם דרכים לייצר תרופות חדשות מונחות בינה מלאכותית ולבדוק אותן מַעבָּדָה.
במחקר חדש שפורסם היום בכתב העת Nature Machine Intelligenceחוקרים מדווחים שהם פיתחו מודל AI חדשני בשם SyntheMol, שיכול לעצב אנטיביוטיקה חדשה כדי לעצור את התפשטות Acinetobacter baumanniiשארגון הבריאות העולמי זיהה כאחד החיידקים העמידים לאנטיביוטיקה המסוכנים בעולם.
קשה לשמצה להכחדה, A. baumannii יכול לגרום לדלקת ריאות, דלקת קרום המוח ולהדביק פצעים, כל אלה עלולים להוביל למוות. חוקרים אומרים שנותרו אפשרויות טיפול מעטות.
"אנטיביוטיקה היא תרופה ייחודית. ברגע שאנחנו מתחילים להעסיק אותן במרפאה, אנחנו מתחילים טיימר לפני שהתרופות הופכות לבלתי יעילות, מכיוון שחיידקים מתפתחים במהירות כדי להתנגד להם", אומר ג'ונתן סטוקס, המחבר הראשי בעיתון עוזר פרופסור במחלקה לביו-רפואה וביוכימיה של מקמאסטר, שניהל את העבודה עם ג'יימס זו, פרופסור חבר למדעי נתונים ביו-רפואיים באוניברסיטת סטנפורד.
"אנחנו צריכים צינור חזק של אנטיביוטיקה ואנחנו צריכים לגלות אותם במהירות ובזול. זה המקום שבו הבינה המלאכותית משחקת תפקיד מכריע", הוא אומר.
חוקרים פיתחו את המודל הגנרטיבי כדי לגשת לעשרות מיליארדי מולקולות מבטיחות במהירות ובזול.
הם שאבו מספרייה של 132,000 שברים מולקולריים, שמתאימים זה לזה כמו חלקי לגו אבל כולם שונים מאוד באופיים. לאחר מכן הם הצלבו את המקטעים המולקולריים הללו עם קבוצה של 13 תגובות כימיות, מה שאיפשר להם לזהות 30 מיליארד שילובים דו-כיוונים של שברים כדי לעצב מולקולות חדשות בעלות התכונות האנטי-בקטריאליות המבטיחות ביותר.
כל אחת מהמולקולות שתוכננה על ידי המודל הזה הוזנה בתורה דרך מודל AI אחר שהוכשר לחזות רעילות. התהליך הניב שש מולקולות המציגות פעילות אנטיבקטריאלית חזקה נגד A. baumannii והן גם לא רעילות.
סינתמול לא רק מעצבת מולקולות חדשות שהן מועמדות לתרופות מבטיחות, אלא היא גם מייצרת את המתכון כיצד להכין כל מולקולה חדשה. יצירת מתכונים כאלה היא גישה חדשה ומשנה משחק, כי כימאים לא יודעים איך לייצר מולקולות מעוצבות בינה מלאכותית".
ג'יימס זו, מחבר שותף, פרופסור חבר למדעי נתונים ביו-רפואיים באוניברסיטת סטנפורד
המחקר ממומן בחלקו על ידי קרן משפחת ווסטון, המכון הקנדי לחקר הבריאות, ומרניקס ומרי הרסנק.
