Исследователи из Массачусетского технологического института с помощью искусственного интеллекта (ИИ) выявили новый класс антибиотиков, способных уничтожать метициллин-резистентный золотистый стафилококк (МРЗС) — смертельно опасную бактерию, устойчивую к антибиотикам. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, демонстрируют, как инструменты ИИ могут ускорить открытие новых лекарств в то время, когда во всем мире растет число устойчивых к лекарствам супербактерий.

Мощные модели глубокого обучения были обучены на данных с более чем 39 000 химических соединений, проверенных на антибиотическую активность против МРЗС. Анализируя этот набор данных, ИИ научился предсказывать эффективность новых молекул, основываясь исключительно на их химических свойствах. Затем было виртуально проверено более 12 млн коммерчески доступных соединений, что позволило ИИ выявить тысячи потенциальных антибиотиков.

Из этого обширного списка исследователи выделили один наиболее перспективный новый класс антибиотиков-кандидатов. Эксперименты подтвердили, что два соединения из этого класса обладают высокой эффективностью в отношении МРЗС и ванкомицин-резистентного энтерококка (VRE) — другого опасного патогена — как в лабораторных культурах, так и в мышиных моделях инфекций.

В отличие от обычных антибиотиков, которые воздействуют на конкретные белки, новый класс антибиотиков избирательно атакует клеточные мембраны бактерий, не нанося существенного ущерба клеточным мембранам человека. Они продемонстрировали удивительно низкую токсичность в отношении человеческих клеток.

Исследователи считают, что эти методы ИИ могут ускорить открытие антибиотиков в будущем и опередить эволюцию лекарственной устойчивости. Подобные методы уже применяются для поиска новых лекарств от таких заболеваний, как артрит и рак.