Стремясь бороться с растущей проблемой устойчивости к антибиотикам, которая ежегодно приводит к почти 5 миллионам смертей во всем мире, исследователи из Стэнфордского медицинского университета и Университета Макмастера разработали модель искусственного интеллекта SyntheMol, способную разрабатывать новые потенциальные лекарства.
ИИ использовался для создания структур и методов синтеза шести новых лекарств, способных бороться с резистентными штаммами Acinetobacter baumannii, основной причиной смертности, связанной с устойчивостью к антибактериальным препаратам.
«Разработка новых антибиотиков является необходимостью общественного здравоохранения», — заявил Джеймс Зоу, доцент кафедры биомедицинских данных в Стэнфорде. Используя искусственный интеллект, ученые могут создавать молекулы, которые еще не были протестированы или созданы в естественном мире, потенциально открывая новые пути для эффективного употребления наркотиков.
До появления генеративного искусственного интеллекта, такого как SyntheMol, исследователи использовали вычислительные методы для поиска потенциальных антибиотиков, используя алгоритмы для поиска существующих лекарственных соединений для выявления возможностей. Несмотря на анализ 100 миллионов известных соединений, этот подход едва затрагивает поверхность потенциальных молекул, подобных лекарствам, количество которых оценивается примерно в 10^60.
Преимущество генеративного ИИ — его способность «галлюцинировать», формулируя совершенно новые реакции. Однако предыдущие испытания этого метода привели к невозможности синтеза молекул. Чтобы бороться с этим, исследователи наложили ограничения на SyntheMol, чтобы гарантировать, что полученные соединения можно будет создавать в лаборатории.
SyntheMol прошла обучение на библиотеке, состоящей из более чем 130 000 молекулярных строительных блоков и ряда химических реакций, снабдив модель как конечными результатами, так и шагами, необходимыми для их достижения. SyntheMol произвела около 25 000 потенциальных антибиотиков менее чем за девять часов.
Исследователи сузили эти предложения до 70 соединений с самым высоким уровнем потенциальной эффективности. Они были синтезированы при участии украинской химической компании Enamine. Из них шесть смогли убить устойчивый штамм A. baumannii.
