211service.com
AI versus bacterie
Een neuraal netwerk hielp bij het identificeren van een nieuw antibioticum dat enkele van 's werelds meest resistente ziektekiemen doodt. 15 april 2020
Amrita Marino
MIT-onderzoekers hebben een nieuw type neuraal netwerkmodel gebruikt om een krachtige antibioticumverbinding te identificeren die veel van 's werelds meest problematische ziekteverwekkende bacteriën doodt, waaronder enkele die resistent zijn tegen alle eerder bekende antibiotica.
Het algoritme, dat binnen enkele dagen meer dan 100 miljoen chemische verbindingen kan screenen, is ontworpen om mogelijke antibiotica te selecteren die andere mechanismen gebruiken dan bestaande medicijnen. Er zijn de afgelopen decennia maar heel weinig nieuwe antibiotica geïntroduceerd.
We wilden een platform ontwikkelen waarmee we de kracht van kunstmatige intelligentie kunnen benutten om een nieuw tijdperk van de ontdekking van antibiotica in te luiden, zegt James Collins, een professor in biologische engineering en lid van het MIT Institute for Medical Engineering and Science.
Collins en Regina Barzilay, een professor in elektrotechniek en computerwetenschappen aan het Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory van MIT, zijn de senior auteurs van de studie en de facultaire co-leads van de Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health (J-Clinic ). Jonathan Stokes, een postdoc aan het MIT en het Broad Institute of MIT en Harvard, is de hoofdauteur van de studie, die in Cell verscheen.
Het MIT-team gebruikte het model om te zoeken naar chemische kenmerken die moleculen effectief maken bij het doden E coli . Uit een bibliotheek van ongeveer 6000 potentiële geneesmiddelverbindingen koos het er een uit waarvan werd voorspeld dat het een sterke antibacteriële activiteit zou hebben en waarvan de chemische structuur anders was dan die van elk bestaand antibioticum. Dit molecuul, dat de onderzoekers besloten halicine te noemen (naar het fictieve kunstmatige-intelligentiesysteem van 2001: Een ruimte-odyssee ), was eerder onderzocht als een mogelijk diabetesmedicijn.
De onderzoekers testten halicine tegen tientallen bacteriestammen die waren geïsoleerd uit patiënten en gekweekt in laboratoriumschalen. Het was in staat om velen te doden die resistent zijn tegen behandeling, waaronder: Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii, en Mycobacterium tuberculosis .
In studies met muizen verwijderde halicine ook infecties door een stam van A. baumannii die resistent is tegen alle bekende antibiotica; het werkte binnen 24 uur. De onderzoekers zijn van plan om verder onderzoek te doen naar halicine, in samenwerking met een farmaceutisch bedrijf of non-profitorganisatie, in de hoop het te ontwikkelen voor gebruik bij mensen. In een groter scherm van ongeveer 100 miljoen moleculen dat slechts drie dagen duurde, identificeerden de onderzoekers ook 23 andere veelbelovende antibioticakandidaten, die ze verder willen testen.