MIT araştırmacıları, derin öğrenme adı verilen yapay zeka türünü kullanarak, ABD’de her yıl 10.000’den fazla ölüme neden olan, ilaca dirençli bir bakteri türünü öldürebilecek bileşikler sınıfı keşfetti.

Nature dergisinde yayımlanan çalışmada, bu bileşiklerin metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) üzerinde hem laboratuvar ortamında hem de iki fare modelinde etkili olduğu gösterildi. Bileşikler, insan hücrelerine karşı düşük toksisite göstererek iyi ilaç adayları olma potansiyeline sahip.

Çalışmanın yenilikçi yönlerinden biri, araştırmacıların, derin öğrenme modelinin antibiyotik etkinliği tahminlerini yaparken hangi bilgileri kullandığını anlamış olmasıdır. Bu bilgi, model tarafından belirlenenlerden daha iyi çalışabilecek ek ilaçların tasarlanmasına yardımcı olabilir.

MIT’nin Tıbbi Mühendislik ve Bilim Enstitüsü’nde Termeer Profesörü olan James Collins, bu çalışmanın kimyasal yapı açısından zamandan ve kaynaktan tasarruflu, mekanik açıdan içgörü sağlayan bir çerçeve sunduğunu belirtiyor.

Araştırmanın baş yazarları, IMES ve MIT-Harvard Broad Enstitüsü’nde postdoktora araştırmacısı olan Felix Wong ve Collins’in danışmanlığını yaptığı eski Harvard Tıp Okulu lisansüstü öğrencisi Erica Zheng. Bu çalışma, MIT’deki Antibiyotikler-AI Projesi’nin bir parçasıdır ve amacı, yedi yıl içinde yedi ölümcül bakteri türüne karşı yeni antibiyotik sınıfları keşfetmektir.

GÖZAT!  Tek Abonelikle Her Spor Salonuna Girin!

Araştırmacılar, MRSA’ya karşı potansiyel ilaçlar ve diğer dirençli bakterilere karşı umut verici bileşikler bulmak için derin öğrenme kullanmaya başladılar. Bu bileşikler, antimikrobiyal aktivite ile ilişkili kimyasal yapıları tanıyabilen derin öğrenme modelleri kullanılarak tanımlandı.

Araştırmacılar, Monte Carlo ağaç arama algoritmasını uyarlayarak, modelin tahminlerini yapma şeklini anlamayı başardılar. Bu algoritma, her molekülün antimikrobiyal aktivite tahmininin yanı sıra, bu aktiviteye muhtemelen katkıda bulunan alt yapıları da tahmin etmeyi sağlıyor.

Araştırmacılar, insan hücrelerine karşı toksik olmayan bileşikler keşfetmek için ek derin öğrenme modelleri eğitti. Bu modeller yardımıyla, yaklaşık 12 milyon ticari olarak mevcut bileşiği taradılar ve MRSA’ya karşı aktif olduğu tahmin edilen beş farklı sınıf tanımladılar.

Araştırmacılar, bu bileşiklerin, bakterilerin hücre zarlarını bozarak öldürdüğünü keşfettiler. Bu bileşiklerin, insan hücre zarlarına önemli bir zarar vermeden, bakteri hücre zarlarına seçici olarak saldırdıkları görüldü.

Araştırmacılar, bu bulgularını Phare Bio adlı bir kar amacı gütmeyen kuruluşla paylaştılar ve bu kuruluş, bu bileşiklerin kimyasal özelliklerini ve klinik kullanım potansiyelini daha detaylı incelemeyi planlıyor. Bu arada, Collins’in laboratuvarı, yeni çalışmanın bulgularına dayanarak ek ilaç adayları tasarlamak ve farklı bakteri türlerini öldürebilecek bileşikleri aramak için modelleri kullanmaya devam ediyor.

GÖZAT!  Facebook'tan Uygulama Erişimlerine Yeni Düzenleme
Paylaş