חוקרים מאוניברסיטת מקמאסטר ובמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) ביצעו שתי פריצות דרך מדעיות בבת אחת: הם לא רק גילו אנטיביוטיקה חדשה לגמרי שמכוונת למחלות מעי דלקתיות (IBD), אלא גם השתמשו בהצלחה בסוג חדש של AI כדי לחזות בדיוק כיצד עובדת התרופה. למיטב ידיעתם, זהו הראשון גלובלי עבור ה- AI.
הגילוי מפורט ב -3 באוקטובר 2025 בכתב העת Nature Microbiology.
"עבודה זו מראה שאנחנו עדיין רק מגרדים את פני השטח בכל מה שקשור לגילוי סמים מונחה AI", אומר ג'ון סטוקס, פרופסור עוזר במחלקת הביוכימיה והמדעים הביו-רפואיים של מקמאסטר וחוקר ראשי במחקר החדש.
פיתוח התרופה החדשה שלנו, שנועדה למקד ל- IBD, הועלה במהירות בזכות שיתוף הפעולה בין בני אדם ל- AI הגנרי. "
ג'ון סטוקס, המחלקה למדעים ביוכימיה ומדעים ביו -רפואיים, אוניברסיטת מקמאסטר
אנטיביוטיקה עבור IBD
מרבית האנטיביוטיקה המשמשת במרפאות כיום הן תרופות "רחבות -ספקטרום", כלומר הן מוחקות חיידקים טובים בנוסף לאלה הגורמים למחלות – "הם גרעינים", מסביר סטוקס.
זה יכול ליצור הזדמנויות עבור מינים של חיידקים פולשניים ועמידים לתרופות, כמו E. coli, לעבור לגור ולהתיישבות של המעיים, שיכולים להחמיר תנאים כמו קרוהן.
אולם אנטולולין, האנטיביוטיקה החדשה שהתגלתה במקמאסטר, היא תרופה "צרה-ספקטרום", כלומר היא חוסכת את המיקרוביומה ותוקפת רק קבוצה ספציפית של באגים הגורמים למחלות-במקרה זה משפחה של חיידקים הנקראים Enterobacteriaceae, הכוללים במקרה את E. coli.
המשמעות היא שהיא לא רק הורגת את E. coli, אלא גם מצמצמת את ההזדמנות עבור זנים עמידים לסמים להתיישב במעיים מלכתחילה.
"התרופה החדשה הזו היא מועמד לטיפול ממש מבטיח למיליוני החולים המתגוררים עם IBD", אומר סטוקס. "כרגע אין לנו תרופה לתנאים אלה, ולכן פיתוח משהו שעשוי להקל על התסמינים באופן משמעותי עשוי לעזור לאנשים לחוות איכות חיים גבוהה בהרבה."
איך סמים עובדים? רק תשאל את איי
נכון להיום, AI מונה ככלי לחיזוי אילו מולקולות עשויות להיות בעלות פוטנציאל טיפולי, אך מחקר זה השתמש בו כדי לתאר את מה שהחוקרים מכנים "מנגנון פעולה" (MOA) – או כיצד תרופות תוקפות מחלות.
"AI מזרז את הקצב בו אנו יכולים לחקור מרחב כימי למועמדים חדשים לתרופות, אך עד כה היא לא עשתה מעט כדי להקל על צוואר בקבוק גדול בפיתוח תרופות, מה שמבין מה המועמדים החדשים האלה בפועל", מסביר סטוקס.
מחקרי MOA, לדבריו, חיוניים להתפתחות התרופות. הם עוזרים למדענים לאשר את הבטיחות, לייעל את המינון, לבצע שינויים לשיפור היעילות, ולעיתים אף לחשוף יעדי תרופות חדשים לחלוטין. הם גם עוזרים לרגולטורים לקבוע אם מועמד לתרופות נתון מתאים לשימוש בבני אדם.
אבל הם גם יקרים להפליא – ואיטיים.
סטוקס אומר כי מחקר יסודי של MOA יכול לארוך עד שנתיים ולעלות בסביבות 2 מיליון דולר; עם זאת, באמצעות AI, קבוצתו עשתה את אנטולולין בחצי שנה בלבד ובמקום 60,000 $ בלבד.
אכן, לאחר גילוי המעבדה שלו באנטיביוטיקה החדשה, סטוקס הקשורים לעמיתים במעבדת מדעי המחשב והבינה המלאכותית של MIT (CSAIL) כדי לבדוק אם אחת מפלטפורמות הלמידה המכונות המתעוררות שלהם יכולה לסייע במעקב מהיר במחקרי ה- MOA הקרובים שלו.
תוך 100 שניות בלבד, הוא קיבל תחזית: התרופה החדשה שלו תקפה קומפלקס חלבון מיקרוסקופי בשם LOLCDE, שהוא חיוני להישרדותם של חיידקים מסוימים.
"שימוש רב ב- AI בגילוי תרופות עסק בחיפוש במרחב הכימי, וזיהוי מולקולות חדשות שעשויות להיות פעילות", אומרת רג'ינה ברזיליי, פרופסור בבית הספר להנדסה של MIT ומפתחת Diffdock, מודל ה- AI שהפך את התחזית. "מה שאנחנו מראים כאן הוא ש- AI יכול לספק גם הסברים מכניסטיים, שהם קריטיים להעברת מולקולה דרך צינור הפיתוח."
ברזיליי נרשמה לאחרונה בקרב האנשים המשפיעים ביותר על מגזין Time ב- AI.
סטוקס מדגיש כי בעוד שהחיזוי היה מסקרן, זה היה בדיוק זה – תחזית. הוא עדיין יצטרך לערוך מחקרי MOA מסורתיים במעבדה.
"נכון לעכשיו, איננו יכולים פשוט להניח שמודלים של AI אלה צודקים לחלוטין, אבל הרעיון שיכול להיות נכון הוציא את הניחושים מהצעדים הבאים שלנו", מסביר סטוקס, חבר במכון מייקל ג. דגרוט למחקר מחלות זיהומיות במקמאסטר.
וכך הצוות שלו, שהוביל בחלקו הגדול על ידי סטודנט בוגר מקמאסטר, דניס קטקוטן, החל לחקור את ה- MOA של אנטולולין, תוך שימוש בתחזית של MIT כנקודת מוצא.
תוך מספר חודשים בלבד התברר כי ה- AI היה נכון.
"עשינו את כל האיבוד הסטנדרטי שלנו ב- MOA כדי לאמת את החיזוי – כדי לבדוק אם הניסויים יגבו את ה- AI, והם עשו זאת", אומר קטקוטן, מועמד לתואר שלישי במעבדת סטוקס. "לעשות את זה בדרך זו התגלח שנה וחצי מציר הזמן הרגיל שלנו."
בכך, סטוקס השתמש כעת בהצלחה ב- AI כדי לגלות מועמדים לתרופות בר-קיימא, כדי למסלול מהיר של מאמצי גילוי סמים עולמיים, ולקבוע כיצד פועלים תרופות חדשות. אבל, שאל אותו, והוא יגיד לך את זה – מועיל ככל שיהיה – AI הוא בסך הכל אמצעי למטרה.
"עמידות לתרופות והיעדר התרופות החדשות שלנו הוא ברז דולף", הוא אומר. "אתה יכול להשאיר את זה לזמן מה, אבל בסופו של דבר תהיה לך בעיה גדולה. AI הוא הברגים שלי – זה כלי לתיקון הדליפה לפני שהיא הופכת לשיטפון, וזה באמת זה. ההתמקדות היחידה שלי היא להביא לתרופות חדשות לחולים הזקוקים להם, וכל עוד AI יכול לעזור לי לעשות זאת, אז אמשיך למצוא דרכים חדשות להשתמש בהן."
המסלול לחברת הספין-אאוט של המטופלים של סטוקס, Stoked Bio, כבר הרשיכה את אנטולולין ממקמאסטר וכעת היא מיטבת אותו לשימוש אנושי.
החברה בודקת גם גרסאות שונה של האנטיביוטיקה החדשה כנגד חיידקים אחרים עמידים לתרופות, כמו Klebsiella, והתוצאות המוקדמות מבטיחות.
"זיהוי אנטולולין מדגיש את המדע המדהים המופיע במקמאסטר", אומר ג'ף סקינר, מנכ"ל Stoked Bio. "אנו גאים לשתף פעולה עם האוניברסיטה בתרגום פריצת דרך זו לטיפולים אמיתיים לחולים."
אם הכל ילך כשורה, סטוקס אומר כי התרופה החדשה תהיה מוכנה לניסויים בבני אדם תוך שלוש שנים – ציר זמן של צוות המחקר שלו להוט להיפגש.
"עבודה על משהו תרגומי כזה זה סוריאליסטי", אומר קטקוטן. "העובדה שמשהו שגילינו במעבדה עשוי יום אחד לעזור לחולים היא באמת מדהימה, וממש מחזקת את חשיבות העבודה שלנו."
