• محققان MIT به کمک هوش مصنوعی ترکیبات جدیدی پیدا کرده‌اند که می‌تواند ابر میکروب کشنده MRSA را از بین ببرد، در حالی که برای سلول‌های انسانی خوش‌خیم است.
• استفاده بی رویه از آنتی‌بیوتیک‌ها باعث به وجود آمدن باکتری‌های کشنده و مقاومی شده است که پزشکان را برای از بین بردن آنها به چالش می‌کشد.

طی چند سال اخیر پزشکان با باکتری‌هایی که به طور فزاینده‌ای نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های موجود مقاوم شده‌اند، مبارزه سختی را در پیش گرفته‌اند. همین موضوع باعث شده است محققان MIT از یادگیری عمیق برای یافتن دسته‌ای از ترکیبات استفاده کنند که به طور بالقوه می‌توانند این جریان مقاومتی را در هم بشکند. در مقاله‌ای که در نیچر منتشر شد، محققان ترکیباتی را یافتند که می‌تواند میکروب MRSA (استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین) که در محیط آزمایشگاه رشد می‌کند، از بین ببرد. علاوه بر این، این ترکیبات کمترین ضرر را برای بدن انسان دارد. به گفته این دانشگاه، این رویه آنها را به یک کاندیدای خوب داروساز تبدیل می‌کند.MRSA  هر ساله بیش از 80000 آمریکایی را مبتلا می‌کند به‌طوری‌که موارد شدید می‌تواند منجر به سپسیس شود، مسمومیت خونی که می‌تواند کشنده باشد. محققان یک مدل یادگیری عمیق را بر روی داده‌های تولید شده با آزمایش 39000 ترکیب برای فعالیت آنتی‌بیوتیکی علیه MRSA آموزش دادند. همراه با این داده‌ها، اطلاعات مربوط به ساختار شیمیایی ترکیبات نیز به مدل داده شد. برای محدود کردن و بالا بردن دقت فهرست ترکیبات، محققان سه مدل یادگیری عمیق دیگر را آموزش دادند تا پیش‌بینی کنند کدام ترکیبات برای انسان مضر هستند. به این ترتیب آنها به ترکیباتی دست یافتند که می‌توانند MRSA را بکشند اما برای بدن انسان سمی و مضر نباشند. با استفاده از این مدل‌های هوش مصنوعی، محققان ۱۲ میلیون ترکیبی را که به صورت تجاری در دسترس هستند، غربالگری کردند. سپس مدل‌ها ترکیباتی را از پنج کلاس شناسایی کردند که پیش‌بینی می‌کند در برابر MRSA مؤثر باشند. تیم تحقیقاتی این ترکیبات را در برابر MRSA در یک محیط آزمایشگاهی آزمایش کرد و از بین آنها دو ترکیب را که بهتر از بقیه عمل کرده بود را انتخاب کرد. نویسندگان اصلی این مطالعه فلیکس وانگ از MIT و هاروارد و اریکا ژنگ، فارغ‌التحصیل دانشکده پزشکی هاروارد هستند.

نگاهی نزدیک‌تر به این رویکرد:

این مطالعه تحت نظارت پروژه Antibiotics-AI در آزمایشگاه کالینز در MIT انجام شد که هدف آن توسعه هفت کلاس جدید آنتی‌بیوتیک برای درمان هفت مورد از کشنده‌ترین باکتری‌ها در جهان است. این تیم قصد دارد ابر میکروب‌های زیر را مورد هدف قرار دهد: E-coli، کلبسیلا پنومونیه، اسینتوباکتر بومانی، سودوموناس آئروژینوزا، نایسریا گونوره، استافیلوکوکوس اورئوس، و مایکوباکتریوم توبرکلوزیس. این آزمایشگاه وظیفه ایجاد یک کتابخانه آموزشی 100000 ترکیبی را بر عهده دارد و این ترکیبات را در برابر هفت پاتوژن غربال می‌کند تا ببیند کدام مولکول‌ها فعال هستند. این داده‌ها برای آموزش مدل‌های یادگیری ماشینی بکار رفته و در کتابخانه‌های رایانه‌ای با بیش از یک میلیارد مولکول برای یافتن آنتی‌بیوتیک‌های جدید و طراحی آن‌ها از ابتدا استفاده خواهد شد. بر اساس گزارش مرکز کنترل بیماری، هر ۱۱ ثانیه یک آمریکایی به عفونت مقاوم به دارو مبتلا می‌شود و هر 15 دقیقه یک نفر از آنها می‌میرد. به گفته این آزمایشگاه، استفاده بی رویه از آنتی‌بیوتیک‌ها در انسان‌ها و حیوانات، باکتری‌ها را مقاوم‌تر کرده و مبارزه بشر با آن‌ها را با مشکل مواجه کرده است و منجر به یک بحران شده است.