AI antibiyotikler: Yapay zeka algoritmaları yeni antibiyotik türlerini nasıl tanımlıyor?

GÖRÜNTÜ KREDİSİ:
Resim kredi
iStock

AI antibiyotikler: Yapay zeka algoritmaları yeni antibiyotik türlerini nasıl tanımlıyor?

AI antibiyotikler: Yapay zeka algoritmaları yeni antibiyotik türlerini nasıl tanımlıyor?

Alt başlık metni
Yeni antibiyotikler bulmak için yapay zeka uygulaması olarak sağlık sektörü için kusursuz zamanlama, dünya çapında milyonlarca olumlu fayda sağlayabilir.
    • Yazar:
    • Yazar adı
      Kuantumrun Öngörüsü
    • 19 Nisan 2022

    Analiz özeti

    Yapay zekanın (AI) dahil edilmesi gibi antibiyotiklerin keşfedilmesine yönelik yeni süreçlerin araştırılması, oldukça dirençli bakterilerle mücadelenin kapılarını açıyor. Bu araştırmanın potansiyel olarak milyonlarca hayat kurtarmaktan hükümet politikalarını şekillendirmeye ve ilaç endüstrisinin yönünü etkilemeye kadar geniş kapsamlı sonuçları var. Protein katlanmasına yönelik çözümler ve karbon emici malzemelerin geliştirilmesi gibi ek keşiflerin sağlık hizmetleri, iklim değişikliğinin azaltılması ve enerji üretimi ve depolanması üzerinde önemli etkiler yaratması bekleniyor.

    AI Antibiyotikler bağlamı

    Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) yapay zeka modellerini kullanan araştırmacılar (2020), birçok bakteri türünü öldürebilen bir antibiyotik belirlediler. Kritik olarak, bu ilaç (Halisin) antibiyotiklere dirençli olduğu bilinen bakteri türlerini öldürebilir. Yapay zeka modelleri kullanılarak antibiyotikler, bir sonuç elde edilmesi yıllar alabilecek ve önemli bir maliyete mal olabilecek sayısız deneme ve test başlatmakla karşılaştırıldığında, yalnızca istenen molekülün özellikleri belirtilerek belirlenebilir. MIT araştırmacıları, birkaç gün içinde yüz milyondan fazla kimyasal bileşiği tarayabilen bir bilgisayar modeli kullandı. Model, diğer ilaç tedavilerinde kullanılanlardan farklı mekanizmalar kullanarak bakterileri öldüren potansiyel antibiyotikleri seçmek için tasarlandı. 

    ABD merkezli teknoloji firması IBM, günler içinde yeni antibiyotikler tasarlayabilen ve COVID-19 salgını gibi diğer durumlar için yeni tedaviler oluşturulmasına yardımcı olabilecek bir yapay zeka sistemi de geliştirdi. Şirketin sistemi, araştırmacıların AI algoritmasına bilinen peptit moleküllerinden oluşan devasa bir veritabanı sağladığı üretken bir modele dayanıyor. Yapay zeka algoritması, kalıpları analiz etmek ve ardından moleküller ile özellikleri arasındaki ilişkiyi hesaplamak için veritabanını kullanır.

    Belirli bir molekülün belirli bir yapıya veya bileşime sahip olduğu bulunursa, belirli bir işlevi yerine getirme eğilimi gösterir ve bu da sistemin molekül tasarımının temel kurallarını öğrenmesine olanak tanır. Araştırmacılar yapay zeka sistemine yeni molekülün hangi özelliklere sahip olmasını istediğini söyleyebilir ve bu parametreleri kullanarak bu parametreleri karşılayan yeni moleküller tasarlayabilir ve bunlar daha sonra fareler üzerinde test edilebilir. Yapay zeka sistemi, birkaç gün içinde 100 milyona kadar kimyasal bileşiği tarayacak ve potansiyel antibiyotikleri belirleyecek şekilde tasarlandı.

    Yıkıcı etki

    Bilim adamlarının araştırdığı bir süreç aracılığıyla yeni antibiyotiklerin keşfi, antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadelede bir umut ışığını temsil ediyor. Bu süreç yalnızca yüksek dirençli varyantları hedef alabilen antibiyotiklerin tanımlanmasına olanak sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda artık bilinen antibiyotiklerden etkilenmeyen bakterilerle savaşabilecek yeni ilaçların tasarlanmasına da kapı açıyor. Bitkilerin, hayvanların ve insanların tedavisinde aşırı kullanım nedeniyle mevcut antibiyotiklerin etkinliğini kaybettiği 'antibiyotik sonrası' bir döneme girerken, bu araştırma her zamankinden daha kritik. 

    Birleşmiş Milletler raporuna göre antibiyotiklerin etkinliğinin azalması ciddi bir endişe kaynağıdır ve yılda 700,000 ölüme yol açmaktadır. Bu eğilimin devam etmesi halinde bu sayının 10 yılına kadar endişe verici bir şekilde 2050 milyona çıkması bekleniyor. Yeni antibiyotikleri keşfetme ve yaratma yeteneği yalnızca bilimsel bir ilerleme değildir; gelecekte milyonlarca hayatı kurtarabilecek bir cankurtaran halatıdır. Hükümetler için bu, bu alandaki araştırma ve geliştirmeyi desteklemenin yanı sıra mevcut antibiyotiklerin aşırı kullanımını düzenlemeye yönelik politikaların uygulanmasının önemini vurgulamaktadır. 

    Yeni antibiyotiklerin geliştirilmesi, yaygın enfeksiyonlar için daha etkili tedavilere yol açarak komplikasyon ve ölüm riskini azaltabilir. İlaç endüstrisindeki şirketlerin, tıbbın geleceğini şekillendirme potansiyelinin farkına vararak bu araştırmaya yatırım yapması gerekebilir. Eğitim kurumlarının aynı zamanda bu alandaki yeni nesil bilim adamlarını yetiştirmeye odaklanması ve bu ivmenin devam etmesini sağlaması gerekebilir. 

    AI antibiyotiklerinin etkileri

    AI antibiyotiklerinin daha geniş etkileri şunları içerebilir:  

    • Daha önce tedavi edilemeyen hastalıkları tedavi etmek için yeni tedaviler ve ilaçlar geliştiren farmasötik uygulamalar, kronik ve akut rahatsızlıklardan muzdarip hastaların yaşam beklentisinin uzamasına ve yaşam kalitesinin iyileşmesine yol açar.
    • Onlarca yıldır süren protein katlanması sorununa olası çözümler keşfediliyor, biyolojik süreçlerin daha derinlemesine anlaşılması sağlanıyor ve Alzheimer ve Parkinson gibi hastalıklara yönelik tedavilerin geliştirilmesi hızlandırılıyor.
    • İklim değişikliğiyle mücadele için karbon emici malzemelerin keşfi, sera gazı emisyonlarının azaltılmasına katkıda bulunulması ve küresel ısınmanın etkilerini hafifletmeye yönelik küresel çabaların desteklenmesi.
    • Enerjinin üretimini ve depolanmasını ilerletmek, enerji verimliliğini artırmak ve yenilenemeyen kaynaklara bağımlılığı azaltmak için kullanılabilecek malzemelerin keşfi.
    • Hükümetler tarım ve sağlık hizmetlerinde antibiyotik kullanımına ilişkin daha sıkı düzenlemeler uygulayarak mevcut antibiyotiklerin etkinliğinin korunmasında daha kontrollü ve sorumlu bir yaklaşıma yol açıyor.
    • Antibiyotik direnciyle ilgili araştırmalara artan yatırım, bilim adamları, sağlık profesyonelleri ve politika yapıcılar arasındaki işbirliğinin desteklenmesi ve yeni tıbbi teknolojilerin geliştirilmesinin desteklenmesi.
    • Antibiyotik direnci konusunda farkındalığı artırmak, daha bilinçli toplumsal davranışa yol açmak ve sorumlu antibiyotik kullanımını desteklemek için hedefe yönelik eğitim kampanyalarının geliştirilmesi.
    • İlaç endüstrisinin odağında kişiselleştirilmiş tıbba doğru bir değişim, bireysel genetik yapı anlayışından yararlanılarak daha kişiye özel ve etkili tedavilere yol açmaktadır.
    • Yeni malzeme ve teknolojilerin inşaat ve üretime entegrasyonu, daha enerji verimli binalara ve ulaşım sistemlerine yol açarak daha sürdürülebilir bir kentsel çevreye katkıda bulunuyor.
    • Bilim ve sağlık sektörlerinde yeni iş rollerinin ve uzmanlıkların ortaya çıkması, antibiyotik araştırmaları, protein katlama ve malzeme bilimi ile ilgili alanlarda vasıflı profesyonellere yönelik talebin ortaya çıkmasına neden oluyor.

    Dikkate alınması gereken sorular

    • Farmasötik yapay zeka sistemlerinin eğer varsa, yeni antibiyotikler üretme kabiliyetini ne sınırlayabilir sizce? 
    • Yapay zeka güdümlü araştırma çabalarının bir parçası olarak keşfedilen herhangi bir yeni antibiyotiğin, benzer araştırmaları üretecek ve yapacak kaynaklara sahip olmayacak ülkelere kolayca sunulması gerektiğine inanıyor musunuz? 

    Analiz referansları

    Bu içgörü için aşağıdaki popüler ve kurumsal bağlantılara başvurulmuştur: