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人工智能发现的一种新型抗生素可以消灭危险的超级细菌

马特克拉克/麦克马斯特大学

麦克马斯特大学的研究生丹尼斯·卡塔库坦 (Dennis Katakutan) 帮助鉴定了这种新型抗菌化合物。



美国有线电视新闻网

研究人员表示,他们使用人工智能发现了一种新型抗生素,可以对抗耐药细菌。

当他们在实验性感染超级细菌的小鼠皮肤上测试抗生素时,它控制了细菌的生长,表明该方法可用于制造旨在对抗其他耐药病原体的抗生素。

研究人员还针对 41 种不同的抗生素耐药菌株测试了抗生素 鲍曼不动杆菌。 该药物已成功治疗所有这些疾病,但在用于患者之前还需要进一步改进和人体临床试验测试。

此外,AI 识别的化合物的作用方式只是阻止了病原体。 它似乎不会杀死生活在肠道或皮肤上的许多其他类型的有益细菌,使其成为一种靶向范围窄的稀有药物。

研究人员说,如果更多的抗生素恰好起到这个作用,它可以从一开始就防止细菌产生耐药性。

研究 已发表 在自然化学生物学杂志上。

“这是非常有前途的,”宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的助理教授塞萨尔·德拉富恩特博士说,他也在使用人工智能寻找新的治疗方法,但没有参与这项新研究。

de la Fuente 说,这种寻找新药的方法是研究人员自 2018 年左右以来一直在测试的一个新兴领域。 它大大缩短了筛选数千种有前途的化合物所需的时间。

“我认为人工智能,正如我们所见,可以成功应用于许多领域,我认为药物发现是下一个前沿领域。”

在这项研究中,研究人员专注于鲍曼放线杆菌。 它挂在医院和其他医疗机构中,紧贴在门把手和柜台等表面上。 由于他能够从他接触到的其他生物体中获取 DNA 片段,他可以整合他们最好的武器:帮助他们抵抗医生用来治疗他们的药物的基因。

“这就是我们所说的实验室专业护士,”安大略省汉密尔顿市麦克马斯特大学的研究人员和生物化学与生物医学科学助理教授约翰斯托克斯说。

这种类型会导致难以治疗的皮肤、血液或呼吸道感染。 美国疾病控制和预防中心 他说2019年 鲍曼不动杆菌 这种感染“急需”新型抗生素来治疗。

A 最近的一项研究 在感染鲍曼放线杆菌甚至对强大的抗生素碳青霉烯类产生耐药性的住院患者中,研究发现四分之一的患者在确诊后一个月内死亡。

对于这项新研究,斯托克斯和实验室与麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的研究人员合作。 首先,他们使用一种称为高通量药物筛选的技术在实验室培养皿中培养鲍曼不动杆菌,并花费数周时间将这些菌落暴露于 7,500 多种试剂:药物和活性药物成分。 他们发现了 480 种抑制细菌生长的化合物。

他们将这些信息输入计算机并用它来训练人工智能算法。

“一旦我们的模型经过训练,我们就可以开始向该模型展示它以前从未见过的一组全新的化学图像,对吧?根据它在训练期间学到的知识,它会为我们预测这些是否分子是否具有抗菌作用。

然后他们在模型屏幕上有 6,000 多个分子,Stokes 说 AI 能够在几个小时内完成。

他们将搜索范围限制在他们在实验室测试过的 240 种化学品。 实验室测试帮助他们将清单缩小到九种最好的细菌抑制剂。 从那里,他们仔细研究了每一个的结构,剔除了他们认为可能危险或与已知抗生素有关的那些。

他们只剩下一种名为 RS102895 的化合物,Stokes 认为该化合物最初是作为一种潜在的糖尿病治疗药物而开发的。

他说,它似乎以一种全新的方式起作用,即阻止细菌的成分从细胞内部转移到细胞表面。

“这是一种相当有趣的机制,据我所知,在临床抗生素中尚未观察到这种机制,”他说。

更重要的是,他说,RS102895——研究人员已将其重新命名为 abaucin——只对鲍氏放线杆菌有效。

Stokes 说,大多数抗生素都是广谱药物,可以对抗多种细菌。 广谱抗生素对许多类型的细菌造成巨大压力,导致许多细菌迅速进化并共享有助于它们抵抗药物并生存的基因。

“有了这种分子,因为它只对放线菌非常有效,它不会施加那种质量选择压力,所以它不会那么快地传播耐药性,”他说。

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