دانشمندان به کمک هوش مصنوعی توانستند پس از ۶۰ سال یک آنتی‌بیوتیک جدید کشف کنند
هوش مصنوعی در حال ایجاد تغییرات اساسی در علم پزشکی است و در یکی از آخرین موفقیت ها، پس از ۶۰ سال، دانشمندان توانستند دسته جدیدی از آنتی بیوتیک ها را کشف کنند که قادر به از بین بردن استافیلوکوکوس اورئوس یا MRSA هستند.
این باکتری که در برابر داروها بسیار مقاوم است، سالانه هزاران نفر را در سراسر جهان می کشد و از این رو کشف این آنتی بیوتیک نقطه عطفی در مبارزه با مقاومت باکتریایی محسوب می شود.
جیمز کالینز، استاد مهندسی پزشکی در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، گفت: [هوش مصنوعی] برای پیش‌بینی اینکه مولکول‌های خاصی آنتی‌بیوتیک‌های خوبی هستند، ارزیابی شوند. استفاده از دانش هوش مصنوعی هم در زمان و هم در منابع صرفه‌جویی می‌کند و تجزیه و تحلیل باکتری‌ها و ساختار شیمیایی آنها را به روشی امکان‌پذیر می‌سازد که قبلاً امکان‌پذیر نبوده است.»
گزارش یافته های این تیم ۲۱ نفره در مجله Nature منتشر شده است و در طول این تحقیق، محققان از “مدل یادگیری عمیق” برای پیش بینی فعالیت ها و همچنین ترکیب این آنتی بیوتیک جدید استفاده کردند.
یادگیری عمیق به هوش مصنوعی اجازه می دهد تا ایده های جدیدی را از مجموعه عظیمی از داده های برنامه ریزی نشده بیاموزد و کشف کند. این روش به طور فزاینده ای در تحقیقات پزشکی با هدف شناسایی داروهای بالقوه، پیش بینی خواص آنها و بهینه سازی فرآیند توسعه آنها استفاده می شود.
عفونت های ناشی از استافیلوکوکوس اورئوس که به داروینیس مقاوم است، می تواند از عفونت های پوستی خفیف تا شرایط جدی تر و تهدید کننده زندگی مانند ذات الریه و عفونت های خونی متغیر باشد.
گزارش مرکز پیشگیری و کنترل بیماری های اروپا (ECDC) حاکی از آن است که سالانه حدود ۱۵۰۰۰۰ عفونت در این رابطه در سراسر اتحادیه اروپا رخ می دهد و سالانه حدود ۳۵۰۰۰ نفر در این اتحادیه بر اثر این عفونت ها جان خود را از دست می دهند. .
تیم تحقیقاتی MIT حدود ۳۹ هزار ترکیب را با کمک “مدل یادگیری عمیق” برای آگاهی از فعالیت آنتی بیوتیکی آنها در برابر باکتری “استافیلوکوکوس اورئوس” ارزیابی کرده و داده ها و جزئیات به دست آمده در رابطه با ساختار شیمیایی ترکیبات را وارد این مدل کردند.
فلیکس وانگ، یکی دیگر از محققین این مطالعه، گفت: «کاری که ما می‌خواستیم در این مطالعه انجام دهیم، باز کردن جعبه سیاه بود. این مدل‌ها محاسبات زیادی را شامل می‌شوند که در واقع اتصالات عصبی را تقلید می‌کنند، و هیچ‌کس واقعاً نمی‌داند که درون آن جعبه چه می‌گذرد.»
محققان می گویند با کمک این مدل ها توانستند حدود ۱۲ میلیون ترکیب موجود را غربال کنند و ترکیباتی را از پنج دسته مختلف شناسایی کنند که نوعی فعالیت علیه باکتری استافیلوکوکوس اورئوس نشان می دهند.
پس از آن، محققان حدود ۲۸۰ مورد از این ترکیبات را بر روی باکتری «استافیلوکوکوس اورئوس» آزمایش کردند و در نهایت توانستند دو ترکیب آنتی بیوتیکی امیدوارکننده را شناسایی کنند.
آزمایشات نهایی اثربخشی این آنتی بیوتیک ها بر روی دو مدل موش انجام شد که یک گروه دارای عفونت پوستی “استافیلوکوکوس اورئوس” و گروه دیگر دارای عفونت سیستمیک “استافیلوکوک اورئوس” بودند و نتایج نشان داد که استفاده از این آنتی بیوتیک جدید باعث افزایش میزان عفونت شد. در بین موش های میزبان تا ۱۰ برابر کاهش یابد.
منبع: یورونیوز
