A Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatói a Nature folyóiratban megjelent új tanulmányukbana mesterséges intelligenciát (MI) felhasználva egy új vegyületcsoportot fedeztek fel, amely erős antibiotikus tulajdonságokkal rendelkezik. 

A kutatók által azonosított vegyületek képesek a gyógyszerrezisztens baktériumok, köztük a hírhedt meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) elleni küzdelemre, amely évente több mint 10 ezer halálesetért felelős az Egyesült Államokban. A baktérium különböző fertőzéseket okoz, például tüdőgyulladást és véráramfertőzést, amelyek közül néhány életveszélyes. Az MRSA számos antibiotikummal szemben ellenálló, beleértve a meticillint és más, gyakran használt antibiotikumokat, mint a penicillint és az amoxicillint.

Az antibiotikum-rezisztencia akkor jelentkezik, amikor a baktériumok alkalmazkodnak az elpusztításukra szánt gyógyszerekhez. Úgy fejlődnek, hogy ellenállnak az antibiotikumok hatásának, így a gyakori fertőzések kezelése egyre nehezebbé válik. E mellett az antibiotikumok túlzott és helytelen használata hozzájárulhat az elhúzódó betegségekhez, így megnövekedett egészségügyi költségekhez vezet. A rezisztens törzsek megjelenése veszélyezteti az orvosi eljárásokat, és új antibiotikum-osztályok sürgős felfedezését teszi szükségessé.

A kutatók egy olyan MI-modellt használtak, amelyet kiterjedt, körülbelül 39 ezer vegyületből álló adathalmazon képeztek ki. A modell a kémiai szerkezetek és az antibakteriális aktivitásra vonatkozó információk felhasználásával előrejelzéseket készített a különböző vegyületek antibiotikus erősségére vonatkozóan. Az előrejelzéshez a kutatók egy "Monte Carlo-fa keresés" nevű algoritmust használtak, amely feltárta az antimikrobiális aktivitáshoz hozzájáruló alstruktúrák részleteit. A keresést tovább finomítva az emberi sejtekre gyakorolt toxicitást előrejelző modellekkel, a csoport minimális káros hatással rendelkező vegyületeket azonosított. 

A kutatók egy hatalmas, mintegy 12 millió kereskedelmi forgalomban kapható vegyületet tartalmazó könyvtárat szűrtek át, és öt olyan osztályt azonosítottak, amelyek az előrejelzések szerint aktívak az MRSA ellen. Az ezt követő tesztelés során két ígéretes jelöltet fedeztek fel, amelyek laboratóriumi körülmények közepette, egérmodellekben csökkentették az MRSA-populációkat.

Ezek a vegyületek a bakteriális sejtmembránokat támadják, miközben elkerülik az emberi sejtmembránok károsítását. A kutatók lényegében az antibiotikumok új osztályát fedezték fel, az egészségre káros hatások nélkül. 

Forrás: MIT / Interesting Engineering