В новом исследовании , опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering, исследователи из IBM говорят, что они разработали модель искусственного интеллекта, которая может помочь в быстром проектировании антимикробных пептидов — строительных блоков белков. Ученые утверждают, что эта модель превосходит другие методы искусственного интеллекта в разработке таких пептидов и увеличивает вероятность успеха идентификации жизнеспособных моделей на 10%.

Антибиотики изменили мир медицины за последнее столетие или около того, но они также чрезмерно широко использовались, что привело к появлению бактерий с мощной устойчивостью. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), устойчивость к антибиотикам является одной из самых больших проблем общественного здравоохранения нашего времени. Фактически только в США почти 3 миллиона человек ежегодно умирают в результате устойчивых к антибиотикам инфекций.

К сожалению, в настоящее время разрабатывается мало новых антибиотиков взамен тех, которые больше не эффективны, отчасти потому, что разработка лекарств — это чрезвычайно сложный, длительный и капиталоемкий процесс. Предлагаемое IBM решение — генеративное моделирование, подполе ИИ, которое позволяет исследователям заранее решить, какие характеристики пептидов необходимы, а не угадывать комбинации.

Исторически материальная конструкция молекул, белков и совершенно новых пептидов была сложной проблемой моделирования. Даже маленькие молекулы, состоящие всего из нескольких атомов, имеют сотни возможных комбинаций. Чтобы преодолеть это, модель ИИ от IBM извлекает из большого набора данных для обратного проектирования конструкции пептида и получения желаемой пептидной структуры. Таким образом эффективно сокращается время, необходимое для того, чтобы создать высокомарочные пептиды, — от лет до дней, настолько увеличивается вероятность определять успешных кандидатов для того, чтобы побороть антибиотическую лекарственную устойчивость.

Также корпорация IBM заявила, что ее подход к молекулярному дизайну, основанный на искусственном интеллекте, позволил идентифицировать, синтезировать и экспериментально протестировать 20 новых антимикробных пептидов, созданных искусственным интеллектом. Два из них оказались сильнодействующими против патогенов; очень маловероятно, что они вызовут лекарственную устойчивость у кишечной палочки, и имели низкую токсичность при тестировании как in vitro, так и на мышах.

IBM заявляет, что помимо антибиотиков генеративная система искусственного интеллекта потенциально может ускорить процесс проектирования молекул для новых лекарств и материалов. “Предложенный нами подход потенциально может привести к более быстрому и эффективному открытию мощных и селективных антимикробных препаратов широкого спектра действия, чтобы держать устойчивые к антибиотикам бактерии в страхе навсегда, -написали Саска Мойсилович и Пайел Дас из IBM в своем блоге. — И мы надеемся, что наш ИИ также может быть использован для решения других наиболее сложных мировых проблем, таких как разработка новых терапевтических средств, экологически чистых и устойчивых фоторезистов, новых катализаторов для более эффективного улавливания углерода и многого другого”.

Последняя работа IBM основана на более раннем исследовании, опубликованном представителями компании в журнале Advanced Science. Оно продемонстрировало метод, который позволил соавторам создать до 100 полимеров для борьбы с бактериями за девять минут, используя ИИ и машинное обучение.

Источник: https://venturebeat.com/2021/03/11/ibms-ai-may-lead-to-new-antimicrobials-drugs-and-materials/

от AI_NEWS

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *