Шанс на спасение. ИИ нашел первый за полвека антибиотик

Ученые Массачусетского технологического института впервые за полвека нашли несколько новых антибиотиков.

Сделать открытие им помогла нейронная сеть, что стало уникальным достижением в истории медицины.

Один из найденных антибиотиков оказался в состоянии уничтожить даже супербактерии, которые стали одной из главных проблем 21 века и к 2050 году могут унести около десяти миллионов жизней.

net рассказывает подробности.

Новый антибиотик против супербактерий С момента открытия антибиотики стали одним из самых мощных средств в арсенале медиков, но частое и необоснованное применение привело к возникновению устойчивых штаммов микроорганизмов.

Бактерии, грибы и другие микробы, выработавшие устойчивость к антибиотикам называют супербактериями.

Они представляют собой одну из самых серьезных проблем здравоохранения и могут откинуть медицину на сто лет назад.

Ежегодно сотни тысяч человек погибают из-за отсутствия лекарств против супербактерий.

"Может наступить тот момент, когда мы не сможем проводить не только трансплантацию органов, но и более простые хирургические вмешательства", - объясняет специалист по инфекционным заболеваниям Медицинского центра Тафта в Бостоне Элен Бушер.

Основная причина сложившейся ситуации - это массовое применение антибиотиков в сельском хозяйстве.

Только треть из всех произведенных препаратов применяется в лечение людей.

При этом, по данным Всемирная организации здравоохранения, половина прописанных антибиотиков используется не по назначению, в том числе, самими врачами.

Так, их часто прописывают против ОРВИ и других вирусных инфекций, хотя антибиотики на них не могут воздействовать.

Подробно в материале Почему антибиотики потеряли силу.

Антибиотики - это вещества, которые различные микроорганизмы выделяют, чтобы общаться друг с другом или защищать свою территорию от нежелательных патогенов.

Первый антибиотик - пенециллин был случайно открыт Александром Флемингом в 1928 году.

И уже с конца 1960-х годов фармакологи не могут найти новые виды природных антибиотиков, а занимаются только синтетической модификацией открытых прежде.

Искать новые варианты лекарств наугад сегодня стало неблагодарным и затратным делом: можно потратить миллиарды долларов и несколько лет на поиск нового препарата, но все равно наткнуться на уже известные штаммы.

Одним из быстро набирающих популярность поиска взаимосвязей в биологических системах стали искусственные нейронные сети, которые используют так называемый метод глубокого обучения.

Такая сеть в некотором роде воспроизводит организацию нейронов в мозге, и по сути является набором простых вычислителей, связанных между собой и умеющих получать входные данные, передавать друг другу сигналы и формировать ответ.

Чем сложнее архитектура нейросети, тем более сложные задачи она может научиться решать.

В статье, опубликованной в журнале Cell 20 февраля, группа исследователей из Massachusetts Institute of Technology под руководством Джеймса Коллинза рассказала, что с помощью нейросети они провели успешный скрининг миллионов кандидатов в антибиотики.

Команда Коллинза создала модель с довольно точными критериями отбора.

Их нейросеть обучалась на тысячах молекул, одобренных Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Нейросеть нашла 23 потенциальных антимикробных агента, из которых ученые отобрали девять.

Среди открытых химических соединений наибольший интерес представляет молекула, которую ученые назвали халицин - в честь системы искусственного интеллекта HAL 9000 из фильма 2001 год: Космическая одиссея культового режиссера Стенли Кубрика.

Халицину удалось уничтожить бактерии, вызывающие туберкулез, псевдомембранозный колит (тяжелое инфекционное заболевание прямой кишки), а также энтеробактерии и акинетобактерии Баумана, поражающие организм с низким иммунитетом.

Все эти инфекции ВОЗ относит к особо опасным, поскольку они стали устойчивыми ко всем видам ныне использующихся в медицине антибиотиков.

Халицин полностью излечил мышей от инфекции, которую вызвала акинетобактерия Баумана, всего за 24 часа.

Всего халицин может одолеть 35 мощных бактерий, заявили исследователи.

.

MIT Такой метод поиска новых антибиотиков гораздо эффективнее и дешевле традиционных фармакологических методов, но команда ученых сама признает, что вопрос, действительно ли инструменты на машинном обучении способны делать что-то осмысленное в здравоохранении, остается открытым.

Однако исследователи настроены оптимистично.

Они считают, что совершенствование методов и обучающих выборок - в частности, более четкое разделение их по группам бактерий и особенностям их взаимодействия с разными типами веществ - будет давать все более плодотворные результаты в новых связанных с нейросетями и антибиотиками проектах.

net в Telegram.