NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий

Исследователи из Университета Макмастера и Стэнфордского университета изобрели новую генеративную модель искусственного интеллекта, которая позволяет разрабатывать миллиарды новых молекул антибиотиков, недорогих и легко создаваемых в лабораторных условиях.

Распространение по всему миру бактерий, устойчивых к лекарствам, вызвало острую потребность в новых антибиотиках, но даже современные методы искусственного интеллекта не позволяют выделить перспективные химические соединения, особенно когда исследователи должны также найти способы производства этих новых лекарств, управляемых искусственным интеллектом, и протестировать их в лаборатории.

В новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Machine Intelligence, ученые сообщают, что разработали новую генеративную модель ИИ под названием SyntheMol, которая может разрабатывать новые антибиотики, чтобы остановить распространение Acinetobacter baumannii, которую Всемирная организация здравоохранения определила как одну из самых опасных в мире бактерий, устойчивых к антибиотикам.

Как известно, A. baumannii трудно искоренить, она может вызывать пневмонию, менингит и инфицировать раны, что может привести к смерти. Исследователи говорят, что вариантов лечения остается немного.

Антибиотики — уникальное лекарство. Как только мы начинаем применять их в клинике, мы запускаем таймер до того, как лекарства станут неэффективными, потому что бактерии быстро эволюционируют, чтобы сопротивляться им, — говорит Джонатан Стокс (на фото), ведущий автор статьи и доцент кафедры биомедицины и биохимии Макмастера, который проводил работу вместе с Джеймсом Зоу, доцентом кафедры биомедицинских данных в Стэнфордском университете.

Нам нужен надежный конвейер антибиотиков, и мы должны открывать их быстро и недорого. Именно здесь искусственный интеллект играет решающую роль.

Исследователи разработали генеративную модель для быстрого и дешевого доступа к десяткам миллиардов перспективных молекул.

Они взяли за основу библиотеку из 132 000 молекулярных фрагментов, которые подходят друг к другу, как детали Lego, но все они очень разные по своей природе. Затем они сопоставили эти молекулярные фрагменты с набором из 13 химических реакций, что позволило им определить 30 миллиардов двусторонних комбинаций фрагментов для создания новых молекул с наиболее перспективными антибактериальными свойствами.

Каждая из молекул, созданных с помощью этой модели, была в свою очередь пропущена через другую модель искусственного интеллекта, обученную предсказывать токсичность. В результате было получено шесть молекул, которые проявляют мощную антибактериальную активность против A. baumannii и при этом нетоксичны.

Synthemol не только разрабатывает новые молекулы, которые являются перспективными кандидатами в лекарственные препараты, но и генерирует рецепт, как сделать каждую новую молекулу. Генерирование таких рецептов — это новый подход, который изменит ситуацию, поскольку химики не знают, как создавать молекулы, разработанные искусственным интеллектом, — заключает Цзоу, соавтор статьи.

22.03.2024


Подписаться в Telegram



Здоровье

Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие

В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по...

Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий

Исследователям из Каролинского института ...

Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей

В ходе двух исследований, проведенных в О...

Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить

Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,...

Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз

Исследование Кембриджского университета, Велик...

Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты

У пожарных может быть повышенный риск развития...

ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом

Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже...

Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей

Почти четверть американских детей с симпт...

eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови

Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs...

New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз

По данным нового крупного исследования, провед...

JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты

Крупнейшее на сегодняшний день исследован...

Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Используя современные методы тканевой инженери...

Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека

Чуткие носы собак способны распознать ранние п...

Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома

Новое исследование показывает, что люди с...

Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области