Yazıyı okuyorsunuz: MIT ve McMaster Üniversitesi’nden araştırmacılar, yapay zeka algoritması kullanarak, bir bakteri türünü öldürebilen yeni bir antibiyotik belirlediler.
MIT ve McMaster Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, ilaca dirençli bakterileri, özellikle de hastanelerde yaygın olarak bulunan bir tür olan Acinetobacter baumannii’yi etkili bir şekilde öldüren yeni bir antibiyotiği keşfetmek için yapay zekayı (AI) kullandılar. Bu bakteri zatürre ve menenjit gibi ciddi enfeksiyonlarla ilişkilidir ve yaralı askerler arasındaki enfeksiyonların önde gelen nedenidir. Antibiyotiğe dirençli bakterilerin yükselişi, yeni antibiyotiklerin geliştirilmesini gerektiriyor ve yapay zekanın ilaç keşfinde kullanılması büyük umut vaat ediyor.
Araştırmacılar, yaklaşık 7.000 kimyasal bileşiği taramak ve Acinetobacter’in büyümesini engelleyen potansiyel bir ilacı belirlemek için bir makine öğrenme algoritması kullandı. baumannii. AI algoritması, kapsamlı veri kümelerindeki kalıpları tanımak ve kimyasal bileşiklerin engelleyici özelliklerini tahmin etmek için eğitildi. Bu yaklaşım, mevcut ilaçlarla karşılaştırıldığında farklı kimyasal yapılara sahip yeni antibiyotiklerin tanımlanmasına olanak sağlar.
Ekip, ilk çalışmalarında, halicin adı verilen bir molekül üreten, E. coli’nin büyümesini engelleyebilecek bileşikleri tanımlamak için AI algoritmasını başarıyla eğitti. Halicin, geleneksel tedaviye dirençli birçok bakteri türünü öldürme yeteneğini gösterdi. Bu başarının üzerine araştırmacılar, çoklu ilaca direnci nedeniyle büyük bir tehdit olan A. baumannii ile mücadeleye odaklandı.
Hesaplamalı modellerini eğitmek için araştırmacılar A. baumannii’yi çeşitli kimyasal bileşiklere maruz bıraktılar ve bunların engelleyici etkilerini gözlemlediler. AI algoritması, bu bileşiklerin kimyasal yapılarını analiz etti ve belirli özellikleri büyüme inhibisyonu ile ilişkilendirmeyi öğrendi. Algoritma daha sonra Broad Institute’un İlaç Yeniden Kullanım Merkezi’nden 6.000’den fazla bileşiği tarayarak birkaç yüz en iyi adayı hızla belirledi. Ekip, buradan yola çıkarak laboratuvarda deneysel testler için 240 bileşik seçti ve yapısal olarak mevcut antibiyotiklerden farklı özelliklere sahip olanlara öncelik verdi.
Testler, özellikle güçlü bir bileşik de dahil olmak üzere dokuz potansiyel antibiyotiği ortaya çıkardı. Başlangıçta bir diyabet ilacı olarak araştırılan bu bileşik, diğer bakteri türlerini etkilemeden A. baumannii’yi etkili bir şekilde öldürür. Bu dar aktivite spektrumu, bakteriyel direnç riskini en aza indirir ve fırsatçı enfeksiyonların önlenmesine yardımcı olan faydalı bağırsak bakterilerine verilen zararı azaltır.
Araştırmacılar güçlü antibiyotiğe abaucine adını verdiler ve bunun farelerde A. baumannii yara enfeksiyonlarının tedavisinde etkinliğini gösterdiler. Laboratuvar testleri, ilacın insan hastalardan izole edilen ilaca dirençli çeşitli A. baumannii türlerine karşı etkinliğini doğruladı. Daha ileri araştırmalar, abaucinin, protein taşınmasında yer alan hücresel bir süreç olan lipoprotein trafiğine müdahale ettiğini ortaya çıkardı. Özellikle abaucin, bu süreç tüm Gram-negatif bakterilerde mevcut olmasına rağmen seçici olarak A. baumannii’yi hedef alır. Araştırmacılar, A. baumannii’nin lipoproteinleri taşıma şeklindeki ince farklılıkların ilacın seçiciliğine katkıda bulunduğunu ileri sürüyor.
Ekip, hastalarda potansiyel kullanım için abaucinin tıbbi özelliklerini optimize etmek amacıyla McMaster araştırmacılarıyla işbirliği yapıyor. Ayrıca Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa gibi bakterilerin neden olduğu diğer ilaca dirençli enfeksiyonlar için potansiyel antibiyotikleri belirlemek amacıyla yapay zeka modelleme yaklaşımlarını uygulamayı planlıyorlar.
Yeni bir antibiyotiğin tanımlanmasında yapay zekanın başarılı bir şekilde uygulanması, ilaca dirençli bakterilere karşı etkili tedavi arayışlarını hızlandırma ve genişletme potansiyelini vurgulamaktadır. Bu araştırma, yeni antibiyotiklere olan acil ihtiyacı ele alıyor ve yapay zekanın ilaç keşfi alanında devrim yaratma gücünü gösteriyor.
