AI-antibiotikoj: Kiel artefarita inteligenteco-algoritmoj identigas novajn specojn de antibiotikoj

BILDA KREDITO:
Bildo kredito
iStock

AI-antibiotikoj: Kiel artefarita inteligenteco-algoritmoj identigas novajn specojn de antibiotikoj

AI-antibiotikoj: Kiel artefarita inteligenteco-algoritmoj identigas novajn specojn de antibiotikoj

Subtitolo teksto
Senriproĉa tempo por sanindustrio ĉar apliko de AI por trovi novajn antibiotikojn povus pozitive profitigi milionojn tutmonde.
    • Aŭtoro:
    • Aŭtora nomo
      Quantumrun Foresight
    • Aprilo 19, 2022

    Enrigarda resumo

    La esplorado de novaj procezoj por malkovri antibiotikojn, kiel korpigi artefaritan inteligentecon (AI), malfermas pordojn por kontraŭbatali tre rezistemajn bakteriojn. Ĉi tiu esplorado havas ampleksajn implicojn, de eble ŝpari milionojn da vivoj ĝis formi registarajn politikojn kaj influi la direkton de la farmacia industrio. Kromaj eltrovaĵoj, kiel ekzemple solvoj al proteinfaldado kaj la evoluo de karbon-sorbantaj materialoj, estas pretaj fari signifajn efikojn al sanservo, mildigo de klimata ŝanĝo kaj energioproduktado kaj stokado.

    Kunteksto de AI Antibiotikoj

    Esploristoj uzantaj AI-modelojn ĉe la Masaĉuseca Instituto de Teknologio (MIT) identigis (2020) antibiotikon kiu povas mortigi multajn bakteriajn trostreĉojn. Kritike, ĉi tiu drogo (Halicin) povas mortigi streĉojn de bakterioj, kiuj estas konataj kiel imunaj al antibiotikoj. Uzante AI-modelojn, antibiotikoj povas esti identigitaj nur indikante la ecojn de la dezirata molekulo, kompare kun iniciatado de sennombraj provoj kaj testoj, kiuj povus daŭri jarojn por liveri rezulton kaj je konsiderinda kosto. Esploristoj de MIT uzis komputilan modelon kapablan ekzameni pli ol cent milionojn da kemiaj komponaĵoj en tagoj. La modelo estas dizajnita por elekti eblajn antibiotikojn kiuj mortigas bakteriojn uzante malsamajn mekanismojn ol tiuj uzitaj per aliaj medikamentaj traktadoj. 

    Usono-bazita teknologia firmao IBM ankaŭ evoluigis AI-sistemon kiu povas desegni novajn antibiotikojn en tagoj kaj helpi krei novajn terapiojn por aliaj kondiĉoj kiel ekzemple la COVID-19-pandemio. La sistemo de la firmao dependas de genera modelo, kun esploristoj provizantaj la AI-algoritmon per masiva datumbazo de konataj peptidaj molekuloj. La AI-algoritmo uzas la datumbazon por analizi ŝablonojn kaj poste kalkuli la rilaton inter molekuloj kaj iliaj propraĵoj.

    Se aparta molekulo estas trovita havi certan strukturon aŭ kunmetaĵon, ĝi tendencas plenumi specifan funkcion, kio permesas al la sistemo lerni la bazajn regulojn de molekula dezajno. Esploristoj povas diri al la AI-sistemo, kiajn trajtojn ĝi volas, ke la nova molekulo havu, kaj uzante ĉi tiujn parametrojn, tiam dizajnas novajn molekulojn, kiuj plenumas ĉi tiujn parametrojn, kiuj tiam povas esti provitaj sur musoj. La AI-sistemo estas dizajnita por skani ĝis 100 milionojn da kemiaj komponaĵoj ene de kelkaj tagoj kaj identigi eventualajn antibiotikojn.

    Disrompa efiko

    La malkovro de novaj antibiotikoj per procezo, kiun sciencistoj esploras, reprezentas signon de espero en la batalo kontraŭ antibiotik-rezistemaj bakterioj. Ĉi tiu procezo ne nur permesas la identigon de antibiotikoj kiuj povas celi tre rezistemajn variaĵojn sed ankaŭ malfermas la pordon al dezajnado de novaj medikamentoj kiuj povas kontraŭbatali bakteriojn ne plu trafitaj de konataj antibiotikoj. Dum ni eniras "post-antibiotikan" epokon, kie ekzistantaj antibiotikoj perdas sian efikecon pro troa uzo en traktado de plantoj, bestoj kaj homoj, ĉi tiu esplorado estas pli kritika ol iam ajn. 

    Laŭ raporto de Unuiĝintaj Nacioj, la reduktita efikeco de antibiotikoj estas grava zorgo, kondukante al ĝis 700,000 10 mortoj ĉiujare. Ĉi tiu nombro estas antaŭvidita altiĝi al alarmaj 2050 milionoj antaŭ XNUMX se la tendenco daŭras. La kapablo malkovri kaj krei novajn antibiotikojn ne estas nur scienca progreso; ĝi estas savŝnuro kiu eble povus savi milionojn da vivoj en la estonteco. Por registaroj, ĉi tio substrekas la gravecon subteni esploradon kaj evoluon en ĉi tiu areo, same kiel efektivigi politikojn por reguligi la trouzon de ekzistantaj antibiotikoj. 

    La disvolviĝo de novaj antibiotikoj povas konduki al pli efikaj traktadoj por komunaj infektoj, reduktante la riskon de komplikaĵoj kaj morto. Firmaoj en la farmacia industrio eble bezonos investi en ĉi tiu esplorado, rekonante ĝian potencialon formi la estontecon de medicino. Edukaj institucioj ankaŭ devos koncentriĝi pri trejnado de la venonta generacio de sciencistoj en ĉi tiu kampo, certigante ke la impeto daŭras. 

    Implicoj de AI-antibiotikoj

    Pli larĝaj implicoj de AI-antibiotikoj povas inkluzivi:  

    • Farmaciaj aplikoj evoluantaj novajn traktadojn kaj medikamentojn por trakti antaŭe netrakteblajn malsanojn, kondukante al plilongigita vivdaŭro kaj plibonigita vivokvalito por pacientoj suferantaj de kronikaj kaj akraj kondiĉoj.
    • Eblaj solvoj estas malkovritaj al la jardekoj longa problemo de proteinfaldado, ebligante pli profundan komprenon de biologiaj procezoj kaj akcelante la evoluon de terapioj por malsanoj kiel Alzheimer kaj Parkinson.
    • La eltrovo de karbonsorbantaj materialoj por trakti klimatan ŝanĝon, kontribuante al redukto de forcej-efikaj gasoj kaj apogante tutmondajn klopodojn mildigi la efikojn de mondvarmiĝo.
    • La malkovro de materialoj uzeblaj por progresigi la produktadon kaj stokadon de energio, plibonigante energian efikecon kaj reduktante dependecon de nerenovigeblaj resursoj.
    • Registaroj efektivigantaj pli striktajn regularojn pri antibiotika uzokutimo en agrikulturo kaj sanservo, kondukante al pli kontrolita kaj respondeca aliro al konservado de la efikeco de ekzistantaj antibiotikoj.
    • Pliigita investo en esplorado rilata al antibiotika rezisto, kreskigante kunlaboron inter sciencistoj, sanprofesiuloj kaj politikofaristoj, kaj kondukante la evoluon de novaj medicinaj teknologioj.
    • La evoluo de laŭcelaj edukaj kampanjoj por levi konscion pri antibiotika rezisto, kondukante al pli klera publika konduto kaj subteno por respondeca antibiotika uzokutimo.
    • Ŝanĝo en la fokuso de la farmacia industrio al personigita medicino, utiligante la komprenon de individua genetika konsisto, kondukante al pli adaptitaj kaj efikaj traktadoj.
    • La integriĝo de novaj materialoj kaj teknologioj en konstruadon kaj fabrikadon, kondukante al pli energiefikaj konstruaĵoj kaj transportsistemoj, kontribuante al pli daŭrigebla urba medio.
    • La apero de novaj laborroloj kaj specialiĝoj ene de la sciencaj kaj sanaj sektoroj, kondukante al postulo je spertaj profesiuloj en kampoj ligitaj al antibiotika esplorado, proteinfaldado kaj materiala scienco.

    Konsiderindaj demandoj

    • Kion vi pensas povas limigi la kapablon de farmaciaj AI-sistemoj produkti novajn antibiotikojn, se ekzistas? 
    • Ĉu vi kredas, ke iuj novaj antibiotikoj malkovritaj kiel parto de AI-movitaj esplorklopodoj devus esti disponigitaj al landoj kiuj ne havus la rimedojn por produkti kaj fari similan esploradon? 

    Enrigardaj referencoj

    La sekvaj popularaj kaj instituciaj ligiloj estis referenceitaj por ĉi tiu kompreno:

    Masaĉuseca Instituto de Teknologio Artefarita inteligenteco donas novan antibiotikon