Článek
V průběhu několika minulých desetiletí se objevilo velmi málo nových antibiotik a nové látky se navíc od těch původních jen minimálně liší. Odolnost bakterií vůči používaným lékům stoupá, a pokud nepřijde změna, může po roce 2050 zemřít na bakteriální infekce až deset milionů lidí ročně.
Změna ale možná přišla, nebo spíše s ní přišli vědci z americké univerzity MIT. Tým vedený biologem Jimem Collinsem vyvinul umělou inteligenci, která dokáže velmi rychle hledat nová a neobvyklá léčiva. Světu nyní představili halicin.
Halicin jako Clarkův HAL
Léčivo jméno získalo po nechvalně proslulé umělé inteligenci z románu Arthura Clarka a slavného filmu Stanleyho Kubricka 2001: Vesmírná odysea. Z několika desítek testovaných bakteriálních onemocnění halicin fungoval na všechna, až na jedinou výjimku: těžko léčitelný plicní patogen. Získal trofeje i dvou bakterií, na něž už antibiotika nezabírají a vědci si s nimi nevěděli rady. „Náš postup objevil tuto úžasnou molekulu, která je bezpochyby jedním z nejsilnějších objevených antibiotik,“ pochlubil se vedoucí výzkumu Jim Collins serveru MIT News.
Neortodoxní léčiva
Aby mohla tato umělá inteligence poskytovat podobné výsledky, museli ji vědci nejdříve vytrénovat. Neuronové síti, která má podobnou strukturu jako lidský mozek, zadali úkol zastavit růst bakterie Escherichia coli s pomocí 2 335 molekul, u kterých jsou známy antibakteriální vlastnosti. „Algoritmus se naučil předvídat funkci molekul bez jakýchkoliv předchozích znalostí, jak léky fungují, a bez znalosti chemických skupin,“ řekla pro magazín Nature spoluautorka Regina Barzilayová.
„Umělá inteligence se samostatně naučila rozeznávat nové vzory v molekulách, které jsou neznámé pro lidské vědce,“ dodala Barzilayová. Neuronová síť tedy nyní umí hledat úplně nová léčiva fungující na dříve neznámých principech.
Vědci poté vypustili umělou inteligenci do databáze, která obsahuje 6 000 látek, jež jsou zkoumány jako možná budoucí léčiva. Po analýze výzkumníci z MIT vybrali na sto látek k dalším testům. Jednou z nich byl i halicin, o kterém se dříve přemýšlelo jako o léku na cukrovku. Nyní se ukázalo, jak výkonné antibiotikum se v něm ukrývá.
Nadějná budoucnost
Po nebývalém úspěchu nového algoritmu se vědci rozhodli otestovat 100 milionů různých molekul vybraných z obří databáze ZINC15 – celkově tato online knihovna obsahuje okolo jedné a půl miliardy molekul. Zatímco s dnešními metodami by analýza takového objemu nešla ani uskutečnit, neuronové síti rozbor zabral pouhé tři dny.
Umělá inteligence na konci testu identifikovala 23 potenciálních kandidátů na nová antibiotika. „Tato průkopnická studie představuje posun v tom, jak přemýšlíme o hledání nových antibiotik i hledání nových léčiv obecně,“ okomentoval výsledek pro MIT News profesor biologie a informatiky Roy Kishony. Podobný proces se může využít i při hledání léků na různé typy rakoviny nebo neurodegenerativních onemocnění. Tým chce nyní provést analýzu celé databáze. Doufá, že najde další léky.
