محققان با هوش مصنوعی برای میکروب‌های مقاوم به دارو آنتی‌بیوتیک طراحی کردند

پژوهشگران با استفاده از هوش مصنوعی موفق به طراحی و ساخت آنتی‌بیوتیک‌های کاملاً جدیدی شده‌اند که می‌توانند ابرمیکروب‌های مقاوم به دارو مانند سوزاک و MRSA را از بین ببرند.

عفونت‌های باکتریایی مقاوم به دارو سالانه باعث مرگ نزدیک به پنج میلیون نفر در سراسر جهان می‌شوند. استفاده بی‌رویه از آنتی‌بیوتیک‌ها باعث شده است که باکتری‌ها تکامل پیدا کنند و در برابر درمان‌های موجود مقاوم شوند. از سویی دهه‌هاست کمبود شدیدی در کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید وجود دارد.

تاکنون هوش مصنوعی عمدتاً برای غربالگری و یافتن ترکیبات بالقوه در میان هزاران ماده شیمیایی شناخته‌شده به کار می‌رفت. اما پژوهش جدید یک گام بزرگ به جلو برداشته است. به گزارش BBC، محققان MIT از هوش مصنوعی مولد برای طراحی آنتی‌بیوتیک جدید به‌صورت اتم‌به‌اتم استفاده کرده‌اند.

ساخت آنتی‌بیوتیک‌های جدید با هوش مصنوعی

هوش مصنوعی با بررسی ساختار شیمیایی ترکیبات شناخته‌شده و تأثیر آنها بر باکتری‌های مختلف، یاد گرفت که چگونه ساختارهای مولکولی متفاوت بر رشد میکروب‌ها اثر می‌گذارند. سپس، با تحلیل بیش از ۳۶ میلیون ترکیب شیمیایی (شامل ترکیباتی که هنوز وجود ندارند) به طراحی داروهای کاملاً جدید پرداخت.

محققان می‌گویند: «ما هیجان‌زده‌ایم زیرا نشان دادیم که هوش مصنوعی مولد می‌تواند برای طراحی آنتی‌بیوتیک‌های کاملاً جدید به کار رود. این فناوری به ما امکان می‌دهد تا مولکول‌ها را ارزان و سریع ابداع کنیم و در نبرد با ژن‌های ابرمیکروب‌ها، یک گام بزرگ جلو بیفتیم.»

این فرایند منجر به شناسایی دو ترکیب بسیار مؤثر شد: NG1 برای مقابله با سوزاک و DN1 برای مقابله با MRSA. این ترکیبات که در آزمایشگاه و روی موش‌های آلوده موفق عمل کردند، دو ویژگی مهم دارند؛ ساختار مولکولی آنها به هیچ‌یک از آنتی‌بیوتیک‌های موجود شباهت ندارد. همچنین به نظر می‌رسد این داروها به شیوه‌ای جدید، یعنی با مختل‌کردن غشای سلولی باکتری‌ها، آنها را از بین می‌برند.

با وجود این نتایج امیدوارکننده، کارشناسان تأکید می‌کنند که این داروها هنوز تا رسیدن به داروخانه راه زیادی در پیش دارند. این ترکیبات به سال‌ها پالایش و بهینه‌سازی نیاز دارند تا برای کارآزمایی‌های بالینی روی انسان آماده شوند. علاوه‌براین، ساخت برخی از طرح‌های هوش مصنوعی در دنیای واقعی بسیار دشوار است. برای مثال، از ۸۰ طرح برتر برای درمان سوزاک، فقط دو مورد قابلیت سنتز و تولید داشتند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Cell منتشر شده است.