Encontrou super bugs assassinos?
Um algoritmo de aprendizagem de máquina identificou um novo composto antibiótico que mata estirpes de bactérias resistentes a todos os antibióticos conhecidos.
E o faz de uma forma que as bactérias podem achar impossível desenvolver resistência a – e assim resolver um dos maiores problemas de saúde pública do século 21.
O modelo de computador da IA, desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, pode examinar mais de 100 milhões de compostos químicos em questão de dias – e está programado para escolher antibióticos potenciais que matam bactérias usando mecanismos diferentes daqueles dos medicamentos existentes.
Compostos potenciais de IA foram descobertos, mas um em particular provou ser um poderoso matador de insetos.
Os cientistas nomearam a molécula “halicina”, em homenagem ao HAL, o assustador sistema de IA de 2001: A Space Odyssey.
Um dos pesquisadores descreveu a molécula “incrível” como “provavelmente um dos antibióticos mais poderosos que foram descobertos”.
Os cientistas tendem a não dizer “como, nunca”, mas essa é a essência do seu entusiasmo.
A maioria dos testes foram realizados em placas de Petri.
No entanto, para testar a eficácia da molécula em animais, ratos foram expostos a uma estirpe uberresistente de Acinetobacter baumannii.
Esta bactéria afligiu muitos soldados dos EUA estacionados no Iraque e Afeganistão, em alguns casos causando infecções graves nos pulmões, sangue e cérebro.
Uma aplicação do novo composto eliminou completamente as infecções em 24 horas.
algumas boas notícias raras
Esta é uma boa notícia num espaço de investigação que quase estagnou.
Como o The New Daily reportou recentemente, as grandes empresas farmacêuticas abandonaram a dispendiosa procura de desenvolver novas estirpes de antibióticos – porque não há dinheiro – deixando a população global à mercê de doenças anteriormente tratáveis.
A Organização Mundial de Saúde, ao levantar a bandeira sobre o assunto, notou uma falta de inovação muito necessária no pequeno número de novas cepas de antibióticos em desenvolvimento.
A pesquisa do MIT é inovadora na medida em que o composto halicina, que foi previamente testado como medicamento para diabéticos, parece matar bactérias de uma forma inovadora.
P>Pela aparência perturba a capacidade do insecto de manter o que é conhecido como um gradiente eletroquímico através de suas membranas celulares.
Este gradiente é necessário, entre outras funções, para produzir trifosfato de adenosina (ATP) – moléculas que as células utilizam para armazenar energia. Quando o gradiente se decompõe, as células morrem.
Os pesquisadores sugerem que este tipo de mecanismo de matança pode ser difícil para as bactérias desenvolverem resistência, o que é uma perspectiva tentadora.
“Queríamos desenvolver uma plataforma que nos permitisse aproveitar o poder da inteligência artificial para iniciar uma nova era de descoberta de antibióticos”, disse o Dr. James Collins, um professor de engenharia médica do MIT, numa declaração preparada.
Nossa abordagem revelou esta incrível molécula, que é indiscutivelmente um dos antibióticos mais poderosos que foram descobertos”.”‘
Encontrar o modelo certo de IA
Dr Collins disse que há uma “crise crescente em torno da resistência aos antibióticos, e esta situação está sendo gerada tanto por um número crescente de patógenos se tornando resistentes aos antibióticos existentes, como por um pipeline anêmico nas indústrias biotecnológica e farmacêutica para novos antibióticos”.”
De acordo com uma declaração do MIT, os pesquisadores desenharam seu algoritmo de aprendizado de máquina para procurar características químicas que fazem moléculas eficazes para matar E. coli.
Para fazer isso, eles treinaram o modelo em cerca de 2500 moléculas, incluindo cerca de 1700 medicamentos aprovados pela FDA e um conjunto de 800 produtos naturais.
Após o modelo ter sido treinado, os pesquisadores testaram-no no Broad Institute’s Drug Repurposing Hub, uma biblioteca de cerca de 6000 compostos que foi o tema de um relatório anterior sobre novos medicamentos contra o cancro do The New Daily.
O modelo escolheu a molécula agora conhecida como halicina, que se previa ter uma forte atividade antibacteriana e tinha uma estrutura química diferente de qualquer antibiótico existente.
Usando um modelo de aprendizagem de máquina diferente, os pesquisadores também mostraram que esta molécula provavelmente teria baixa toxicidade para as células humanas.
Os pesquisadores testaram halicina contra dezenas de cepas bacterianas isoladas de pacientes e cultivadas em pratos de laboratório, e descobriram que ela era capaz de matar muitas que são resistentes ao tratamento, incluindo uma forma multirresistente de tuberculose, e patógenos que rotineiramente afligem ambientes hospitalares.
Neste estudo, os pesquisadores descobriram que E. coli não desenvolveu nenhuma resistência à halicina durante um período de tratamento de 30 dias.
Em contraste, as bactérias começaram a desenvolver resistência à ciprofloxacina antibiótica dentro de um a três dias, e após 30 dias, as bactérias eram cerca de 200 vezes mais resistentes à ciprofloxacina do que eram no início do experimento.
Os pesquisadores planejam prosseguir com os estudos da halicina, trabalhando com uma empresa farmacêutica ou organização sem fins lucrativos, na esperança de desenvolvê-la para uso em humanos.