Mesterséges intelligencia az új antibiotikumok tervezésében
A tudomány egyre nagyobb lépéseket tesz a betegségek elleni harcban, és ma már a mesterséges intelligencia (MI) is kulcsszerepet játszik az új gyógyszerek felfedezésében és fejlesztésében. James J. Collins, a MIT egyik vezető biológiai mérnöke és a szintetikus biológia úttörője, munkájával bizonyítja, hogy az MI képes forradalmasítani az antibiotikum-kutatást, különösen a többszörösen rezisztens baktériumok elleni harcban. A kutatócsoportja nem csupán új molekulákat alkot, hanem komplex rendszerek matematikai modellezésével és mesterséges intelligenciával integrált kísérleti módszerek segítségével gyorsítja fel a fejlesztési folyamatot.
Kollaboráció az innováció kulcsa
Collins hangsúlyozza, hogy a siker egyik záloga a multidiszciplináris együttműködés. A MIT Abdul Latif Jameel Klinikán a mesterséges intelligencia, a hálózati biológia és a rendszermikrobiológia szakértői szorosan együtt dolgoznak, hogy új antibiotikumokat fedezzenek fel. Ebben a közös munkában született meg a halicin, egy ígéretes új antibiotikum, amely hatékonyan veszi fel a harcot a gyógyszerrezisztens kórokozók széles körével. A kutatások során nem csak számítógépes modellezést alkalmaznak, hanem modern „szervek-chipen” technológiát is, amely emberi szövethez hasonló környezetben teszteli a gyógyszerek hatékonyságát és biztonságosságát, így pontosabb képet kapnak a molekulák terápiás potenciáljáról.
Új generációs antibiotikumok tervezése MI segítségével
2025-ben Collins laboratóriuma áttörő tanulmányt publikált, amelyben generatív mesterséges intelligenciát alkalmaztak teljesen új antibiotikumok megalkotására. A kutatók genetikai algoritmusokat és variációs autoenkódereket használtak, hogy több millió lehetséges molekulát hozzanak létre, majd ezek közül szűrték ki a legígéretesebbeket. A szintetizált 24 vegyületből hét mutatott specifikus antibakteriális aktivitást. Két vezető molekula, az NG1 és a DN1, kiemelkedő eredményeket ért el a többszörösen rezisztens Neisseria gonorrhoeae és a meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) ellen, miközben nem károsították a jótékony baktériumokat és alacsony volt a rezisztencia kialakulásának esélye.
Az MI és a gyógyszerfejlesztés jövője
Collins szerint a jövőben a mélytanulás segítségével még kifinomultabb antibiotikumokat lehet majd tervezni, amelyek klinikai alkalmazásra is alkalmasak lesznek. A mesterséges intelligencia és a nagy áteresztőképességű biológiai tesztelés kombinációja jelentősen lerövidítheti a gyógyszerfejlesztés időigényét, így hatékonyabban reagálhatunk a gyógyszerrezisztens kórokozók fenyegetésére. A Phare Bio nonprofit szervezet révén a laboratórium célja, hogy az MI-vel felfedezett gyógyszercandidateket klinikai fejlesztésbe vigye, együttműködve biotechnológiai cégekkel, gyógyszergyártókkal és más szervezetekkel a hatékonyabb gyógyítás érdekében.
A mesterséges intelligencia és a szintetikus biológia ötvözése új utakat nyit a terápiás szerek tervezésében, és James J. Collins munkája kiváló példa arra, hogyan lehet tudományos innovációval globális egészségügyi kihívásokat kezelni. További érdekes részletekért érdemes elolvasni az eredeti interjút, ahol a kutató még mélyebben bemutatja az MI-vel támogatott gyógyszerfejlesztés jelenét és jövőjét.
