Ученым Массачусетского технологического института удалось обнаружить сразу несколько новых антибиотиков с помощью искусственного интеллекта. Одно из веществ — халицин — справляется даже с супербактериями, которые были устойчивы ко всем известным лекарственным препаратам. Исследование опубликовано в научном журнале Cell.
Американские ученые создали нейросеть — алгоритм, который учился выбирать среди множества химических соединений те, которые лучше всего подавляют рост бактерий. Для начала программу тренировали на кишечной палочке и 2335 молекулах, среди которых были как медицинские антибиотики, так и разнообразные вещества животного, растительного и микробного происхождения с антибактериальной активностью.
Когда система научилась предсказывать свойства вещества по форме и составу молекулы, эту небольшую выборку сменила база данных из более 100 млн молекул. Ученым было неизвестно воздействие большинства из них на бактериальные клетки. Через три дня искусственный интеллект подобрал около сотни молекул-кандидатов. Из них ученым удалось обнаружить по крайней мере одно сильнодействующее вещество, об антимикробных свойствах которого ранее не было известно.
Соединение назвали халицин, в честь системы искусственного интеллекта HAL из фильма «Космическая одиссея 2001 года». Ученые протестировали вещество на бактериальных культурах и лабораторных мышах. Халицин оказался эффективен против бактерий, вызывающих туберкулез и псевдомембранозный колит (острое воспалительное заболевание кишечника). Более того, это соединение уничтожило даже энтеробактерии и акинетобактерии Баумана, которые ВОЗ отнесла к смертельно опасным, — они приводят к серьезным инфекционным заболеваниям и устойчивы ко всем известным антибиотикам.
Кроме галицина, нейросеть предсказала еще 23 молекулы-кандидата, которые структурно отличались от существующих антибиотиков и, по прогнозам, могли бы обладать антибактериальными свойствами. Их ученые продолжают исследовать.
Отметим, что новые классы антибиотиков не удавалось найти уже более 30 лет. С учетом растущей резистентности бактерий ко всем существующим антибиотикам, отсутствие новых препаратов поставило бы человечество на грань глобальной катастрофы. По мнению исследователей, использование нейросетей ускорит поиск новых лекарств. Такой метод гораздо эффективнее и дешевле, чем традиционные экспериментальные подходы, использующиеся до сих пор в медицине, считают ученые.
Почему бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам? Среди главных причин — бесконтрольный прием этих препаратов. О том, когда пить антибиотики бесполезно, читайте в нашей статье «Бактериальный апокалипсис: действительно ли вам нужно принимать антибиотики»?
