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IA vs. batterio
Una rete neurale ha aiutato a identificare un nuovo antibiotico che uccide alcuni dei germi più resistenti ai farmaci del mondo. 15 aprile 2020
Amrita Marino
I ricercatori del MIT hanno utilizzato un nuovo tipo di modello di rete neurale per identificare un potente composto antibiotico che uccide molti dei batteri patogeni più problematici al mondo, compresi alcuni resistenti a tutti gli antibiotici precedentemente conosciuti.
L'algoritmo, che può selezionare più di 100 milioni di composti chimici nel giro di pochi giorni, è progettato per individuare potenziali antibiotici che utilizzano meccanismi diversi dai farmaci esistenti. Pochissimi nuovi antibiotici sono stati introdotti negli ultimi decenni.
Volevamo sviluppare una piattaforma che ci permettesse di sfruttare il potere dell'intelligenza artificiale per inaugurare una nuova era di scoperta di farmaci antibiotici, afferma James Collins, professore di ingegneria biologica e membro dell'Institute for Medical Engineering and Science del MIT.
Collins e Regina Barzilay, professore di ingegneria elettrica e informatica presso il Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory del MIT, sono gli autori senior dello studio e i co-responsabili della facoltà della Abdul Latif Jameel Clinic for Machine Learning in Health (J-Clinic) del MIT ). Jonathan Stokes, un post-dottorato al MIT e al Broad Institute del MIT e di Harvard, è l'autore principale dello studio, apparso su Cell.
Il team del MIT ha utilizzato il modello per cercare le caratteristiche chimiche che rendono le molecole efficaci nell'uccidere E. coli . Da una libreria di circa 6.000 potenziali composti farmacologici, ne ha selezionato uno che si prevedeva avesse una forte attività antibatterica e la cui struttura chimica era diversa da quella di qualsiasi antibiotico esistente. Questa molecola, che i ricercatori hanno deciso di chiamare halicin (dal nome del sistema immaginario di intelligenza artificiale da 2001: Odissea nello spazio ), era stato precedentemente studiato come possibile farmaco per il diabete.
I ricercatori hanno testato l'alicina contro dozzine di ceppi batterici isolati dai pazienti e coltivati in piatti di laboratorio. È stato in grado di uccidere molti che sono resistenti al trattamento, incluso Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii, e Mycobacterium tuberculosis .
Negli studi sui topi, l'alicina ha anche eliminato le infezioni da un ceppo di A. Baumannii che è resistente a tutti gli antibiotici conosciuti; ha funzionato entro 24 ore. I ricercatori hanno in programma di proseguire gli studi sull'alicina, lavorando con un'azienda farmaceutica o un'organizzazione senza scopo di lucro, nella speranza di svilupparla per l'uso negli esseri umani. In uno schermo più ampio di circa 100 milioni di molecole che ha richiesto solo tre giorni, i ricercatori hanno anche identificato altri 23 promettenti antibiotici candidati, che intendono testare ulteriormente.