Сложная задача разработки лекарств сегодня возложена и на искусственный интеллект. Он не только генерирует различные молекулярные связи, но и учитывает их безопасность для человека.
ИИ проверяет структуру сотен миллионов химических соединений и выявляет их свойства, чтобы найти вещества, которые потенциально могли бы стать антибиотиками с механизмом действия, отличным от уже существующих лекарств.
Команда ученых из IBM Research представила новую методологию создания антибиотиков.
С момента изобретения пенициллина бактерии стали гораздо более агрессивными, и устойчивость к антибиотикам стала обычным эволюционным процессом. Уже существует целый класс высокоустойчивых супербактерий.
Для их лечения применяется комплексная терапия, включающая ряд сильнодействующих препаратов. По мнению экспертов, если их не остановить, даже самые безобидные бактерии к 2050 году убьют 10 миллионов человек в год.
Поскольку процесс создания антибиотиков чрезвычайно сложен, ученые разработали искусственный интеллект для создания новых лекарств.
Как работает система
Идея заключалась в том, чтобы разработать генеративную модель, которая изучает пептидные последовательности и функции конкретных молекул. Затем запускается механизм выборки пространства контролируемых скрытых атрибутов (CLaSS). На этом этапе собираются данные, в результате чего создаются новые пептидные последовательности, отвечающие конкретным требованиям.
По мнению исследователей, важно не только создать новый эффективный антибиотик, но и добиться его полной безопасности, ограничив
токсичность и побочные эффекты до приемлемого минимума.
За 48 дней с начала эксперимента система сгенерировала 20 возможных формул. При этом два из них выглядят многообещающими и уже прошли первый этап предварительных тестов на грызунах.
Какие антибиотики уже созданы AI
Сотрудники Массачусетского технологического института так же смогли создать мощный антибиотик использую алгоритмы машинного обучения.
Обратите внимание: Медицина и Искусственный Интеллект: как ИИ может принести пользу индустрии здравоохранения..
Новый антибиотик назвали галицином (halicin) в честь бортового компьютера космического корабля из «Космической одиссеи 2001 года» HAL 9000.Первоначально галицин исследовали как лекарство от диабета. Учёные проверили свойства вещества на десятках штаммов бактерий, включая бактерии туберкулёза, клостридии и аэробные бациллы — практически все культуры погибли под воздействием галицина
Искусственный интеллект в отличии от обычных методов изучение которыми потребовало бы огромных затрат может исследовать широкий спектр химических соединений в разы быстрее и дешевле.
Современные методы скрининга дороги и позволяют исследовать небольшое количество химических соединений. Ситуация осложняется ростом устойчивости болезнетворных патогенов к антибиотикам.
Профессора медицины Джеймс Коллинз и Регина Барзилай собрали команду, которая разработала компьютерные модели машинного обучения. С их помощью можно будет анализировать большие выборки химических структур и выбирать из них те, которые потенциально смогут убивать микроорганизмы.
Как обучалась модель
Для обучения ИИ учёные использовали около 2500 соединений, из которых 1700 — одобренные управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) препараты, а остальные 800 — вещества из натуральных продуктов с широким спектром биологической активности. Затем нейросеть изучила 6000 новых соединений, и нашла среди них одну молекулу, которая, как и прогнозировалось, показала высокую антибактериальную активность. При этом структура синтезированного вещества существенно отличается от известных ранее антибиотиков.
Идея использовать искусственный интеллект не новая, но ранее модели ИИ были недостаточно эффективны. Сегодня же нейросети смогут изучать молекулы и прогнозировать их свойства самостоятельно.
Создание антибиотиков Искусственным Интеллектом - это большой прорыв, который поможет избавиться от многих болезней и увеличить здоровую жизнь человека.
Как применить технологии ИИ в своей работе
Если вы хотите проконсультироваться, где применить в вашей работе искусственный интеллект оставляйте заявку на нашем сайте или связывайтесь любым удобным способом.
Команда Ivanov Lab не стремимся заменить людей и видит в ИИ продолжение людей, а не противоположность.
Если понравилась статья ставьте лайки и подписываетесь на нас, напишем еще много интересного.
Больше интересных статей здесь: Медицина.
Источник статьи: Как искусственный интеллект создает лекарства.