Umělá inteligence z McMasteru urychluje objevování léků: Navrhla nové antibiotikum proti rezistentním bakteriím

Vědci z McMaster University vyvinuli nový model generativní umělé inteligence (AI) s názvem SyntheMol-RL, který dokáže zásadně urychlit objevování léků. V počátečních testech se mu již podařilo navrhnout zcela nové antibiotikum.

Vědci z McMaster University vyvinuli nový model generativní umělé inteligence (AI) s názvem SyntheMol-RL, který dokáže zásadně urychlit objevování léků. V počátečních testech se mu již podařilo navrhnout zcela nové antibiotikum. Tento průlom ukazuje, jak by AI mohla výrazně zlepšit pomalý a nákladný proces hledání nových antimikrobiálních léků, což je klíčové v době, kdy si bakterie a další mikroby neustále vyvíjejí odolnost vůči stávajícím léčivům.

Model SyntheMol-RL je trénován k prozkoumávání obrovského chemického prostoru až 46 miliard možných sloučenin – což je daleko za hranicí toho, co by bylo možné realisticky otestovat v laboratoři, kde i rozsáhlé screeningy dosahují maximálně kolem milionu molekul. S využitím přibližně 150 000 molekulárních „stavebních bloků“ a sady 50 chemických syntézních reakcí je model AI navržen tak, aby generoval strukturně nové kandidáty na antibiotika. Asistent profesor Jon Stokes, jehož laboratoř model vyvinula, vysvětluje, že SyntheMol-RL konfiguruje tyto fragmenty různými způsoby, rychleji než lidé, a vytváří nové, větší chemické sloučeniny, které by měly být antibakteriální.

Dřívější verze SyntheMolu navrhovaly molekuly pouze s antibakteriální aktivitou, bez ohledu na další kritické vlastnosti, které určují klinickou životaschopnost potenciálního léku. Během posledních dvou let však Stokesův tým ve spolupráci se Stanford University model zdokonalil tak, aby generoval pouze antibakteriální sloučeniny, které se snadno vyvíjejí v laboratoři a jsou pravděpodobně rozpustné v těle. To je zásadní, protože mnoho antibakteriálních látek není rozpustných ve vodě, což ztěžuje jejich použití v medicíně. Díky integraci rozpustnosti přímo do procesu generování může model efektivně navrhovat kandidáty na antibiotika s větším klinickým potenciálem.

Ve studii publikované 23. dubna a vybrané na obálku červnového čísla časopisu Molecular Systems Biology tým otestoval svůj vylepšený model. Zadali mu úkol generovat ve vodě rozpustná antibiotika, která by mohla léčit infekce způsobené bakterií Staphylococcus aureus (hovorově „stafylokokové infekce“), a rychle získali několik slibných výsledků. Z dávky 79 modelem navržených antibakteriálních látek se Stokesova skupina zaměřila na jednu obzvláště zajímavou sloučeninu – novou, ve vodě rozpustnou látku, která se zdála mít antibiotickou aktivitu proti S. aureus. Tento počítačem navržený kandidát na lék, který nazvali synthecin, byl poté v laboratoři formulován jako topický krém a testován na jinak lékově rezistentní infekci rány u myší modelů. Synthecin se ukázal jako vysoce účinný při kontrole infekce a slibuje budoucí použití i pro systémové podání.