Yapay zeka ile antibiyotik geliştirildi
Yapay zeka, tıp dünyasında ihtilal niteliğinde bir adım atarak, ilaçlara dirençli bakterilere karşı büsbütün yeni antibiyotikler tasarladı. MIT’de vazife yapan bilim insanları, üretken yapay zekayı kullanarak, bilinen antibiyotiklerden yapısal olarak farklı ve güçlü moleküller geliştirmeyi başardı. Bu yeni kuşak antibiyotikler, bilhassa bel soğukluğu ve hastane mikrobu (MRSA) üzere dirençli enfeksiyonlarla çabada kıymetli bir rol oynayabilir.
Yapay zeka takviyeli antibiyotik tasarlandı
Araştırma grubu, bu keşif için iki farklı yapay zeka sistemi kullandı. Birinci yaklaşım olan “parça tabanlı tasarım” ile, 45 milyon kimyasal parçacıktan oluşan devasa bir data tabanı tarandı. Yapay zeka, potansiyel antibakteriyel tesire sahip parçacıkları belirledi ve insan için zehirli ya da mevcut antibiyotiklere benzeyenleri eleyerek yaklaşık 1 milyon aday bıraktı.
Bu adaylardan seçilen bir modül, yapay zeka algoritmaları (CReM ve F-VAE) ile işlenerek milyonlarca yeni molekül oluşturuldu. Bunlardan biri olan “NG1”, laboratuvar ve fare testlerinde ilaç dirençli bel soğukluğu bakterisini (Neisseria gonorrhoeae) tesirli halde yok etti.
İkinci yol olan “serbest tasarım”da ise yapay zekaya rastgele bir kısıtlama getirilmedi. CReM ve VAE algoritmaları 29 milyondan fazla teorik molekül üretti. Bu moleküllerden 90’ı seçildi, 22’si üretildi ve içlerinden altısının MRSA üzerinde güçlü bir antibakteriyel aktivite gösterdiği tespit edildi. Bu moleküllerden “DN1”, farelerdeki cilt enfeksiyonlarını tedavi etmede muvaffakiyet sağladı.
Geliştirilen bu moleküllerin en dikkat alımlı özelliği, bilinen antibiyotiklerden büsbütün farklı bir yapıya sahip olmaları. Araştırmaya nazaran NG1, bakterinin dış zarındaki LptA proteinini amaç alarak zar sentezini bozuyor ve hücreyi öldürüyor.
DN1 ise daha geniş tesir sistemleriyle zar bütünlüğünü bozarak vazife yapıyor. Bu durum, yapay zekanın yalnızca mevcut ilaçların türevlerini değil, birebir vakitte büsbütün yeni tesir düzenekleriyle ilaç geliştirme potansiyelini de ortaya koyuyor.
MIT Biyomedikal Mühendislik Profesörü James Collins, bu keşfin ehemmiyetini şu sözlerle açıkladı: “Yapay zekayı yalnızca var olan kütüphaneleri taramak için değil, şimdi keşfedilmemiş kimyasal alanlarda yeni moleküller üretmek için kullanıyoruz. Bu, antibiyotik geliştirme açısından daha evvel mümkün olmayan bir keşif alanı açıyor.”
Bu çalışma, her yıl 5 milyondan fazla mevte neden olan ve mevcut antibiyotiklere karşı giderek daha dirençli hale gelen bakterilerle çabada yeni bir devri başlatabilir. NG1 ve DN1’in klinik testler öncesindeki çalışmaları devam ediyor. Takım, birebir yapay zeka platformunu verem ve pseudomonas üzere öbür tehlikeli bakterilere karşı da kullanmayı planlıyor.
