AI로 발견한 슈퍼박테리아 죽이는 새로운 항생제

과학자들은 인공 지능(AI)을 사용하여 치명적인 슈퍼버그 종을 죽일 수 있는 새로운 항생제를 발견했습니다.

AI는 수천 가지 잠재적인 화학 물질을 실험실에서 테스트할 수 있는 소수로 좁히는 데 도움이 되었습니다.

그 결과 아바우신이라는 강력한 실험용 항생제가 탄생했으며, 사용하기 전에 추가 테스트가 필요합니다.

캐나다와 미국의 연구원들은 AI가 신약 발견을 엄청나게 가속화할 수 있는 힘이 있다고 말합니다.

이는 인공 지능 도구가 어떻게 과학과 의학 분야에서 혁명적인 힘이 될 수 있는지를 보여주는 최신 사례입니다.

인공 지능의 도움으로 발견된 실험용 항생제를 연구하는 과학자 Denise Catacutan.

슈퍼버그를 막는다

항생제는 박테리아를 죽입니다. 그러나 수십 년 동안 새로운 약물이 부족했고 박테리아는 우리가 가지고 있는 약물에 대한 저항성을 진화시켜 치료하기가 점점 더 어려워지고 있습니다.

연간 백만 명이 넘는 사람들이 항생제 치료에 저항하는 감염으로 사망하는 것으로 추정됩니다.

연구자들은 상처를 감염시키고 폐렴을 일으킬 수 있는 가장 문제가 많은 박테리아 종 중 하나인 Acinetobacter baumannii 에 초점을 맞췄습니다.

들어본 적이 없을 수도 있지만 세계보건기구(WHO)에서 "심각한" 위협 으로 지정한 세 가지 슈퍼버그 중 하나입니다 .

그것은 종종 여러 항생제를 무시할 수 있으며 표면과 의료 장비에서 생존할 수 있는 병원과 요양원에서 문제입니다.

McMaster 대학의 Jonathan Stokes 박사는 "거의 모든 항생제에 내성이 있는" 사례를 발견하는 것이 "정말 흔"하기 때문에 이 벌레를 "공공의 적 1호"라고 설명합니다.

조나단 스톡스 박사

인공 지능

새로운 항생제를 찾기 위해 연구진은 먼저 AI를 훈련시켜야 했다. 그들은 정확한 화학 구조가 알려진 수천 가지 약물을 가져와 Acinetobacter baumannii 에서 수동으로 테스트하여 속도를 늦추거나 죽일 수 있는지 확인했습니다.

이 정보는 AI에 입력되어 문제가 있는 박테리아를 공격할 수 있는 약물의 화학적 특징을 학습할 수 있습니다.

그런 다음 AI는 효과가 알려지지 않은 6,680개의 화합물 목록에 공개되었습니다. 네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)에 발표된 결과는 AI가 후보 목록을 생성하는 데 1시간 30분이 걸렸다는 것을 보여주었다.

연구원들은 실험실에서 240개를 테스트했고 9개의 잠재적인 항생제를 발견했습니다. 그 중 하나는 매우 강력한 항생제인 아바우신이었습니다.

실험실 실험은 쥐의 감염된 상처를 치료할 수 있고 환자의 A. baumannii 샘플을 죽일 수 있음을 보여주었습니다 .

그러나 Stokes 박사는 "이것이 작업이 시작되는 때입니다. "라고 말했습니다.

다음 단계는 실험실에서 약물을 완성한 다음 임상 시험을 수행하는 것입니다. 그는 최초의 AI 항생제가 처방될 때까지 2030년까지 걸릴 것으로 예상합니다.

흥미롭게도 이 실험용 항생제는 다른 종의 박테리아에는 효과가 없었고 A. baumannii 에만 작용했습니다 .

많은 항생제가 박테리아를 무차별적으로 죽입니다. 연구원들은 아바우신의 정확성이 약물 내성이 나타나기 어렵게 만들고 부작용을 줄일 수 있다고 믿습니다.

실험실에서 배양 중인 박테리아

원칙적으로 AI는 수천만 개의 잠재적인 화합물을 스크리닝할 수 있습니다. 이는 수동으로 수행하기에는 비실용적입니다.

"AI는 속도를 높이고 완벽한 세상에서는 비용을 줄입니다. 이를 통해 우리가 절실히 필요로 하는 새로운 종류의 항생제를 발견할 수 있습니다."라고 Stokes 박사는 말했습니다.

연구원들은 2020년 대장균에서 AI 지원 항생제 발견의 원리를 테스트했지만 지금은 그 지식을 사용하여 큰 문제에 집중했습니다. 그들은 다음에 Staphylococcus aureus 와 Pseudomonas aeruginosa를 살펴볼 계획입니다 .

매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 제임스 콜린스(James Collins) 교수는 “이번 발견은 AI가 새로운 항생제 탐색을 크게 가속화하고 확장할 수 있다는 전제를 뒷받침한다”고 말했다.

그는 "이 작업이 AI를 사용하여 A. baumannii와 같은 문제가 있는 병원체를 퇴치하는 데 도움이 될 수 있음을 보여주게 되어 기쁩니다."라고 덧붙였습니다.

영국의 전 최고 의료 책임자이자 항생제 내성에 대한 정부 특사인 Dame Sally Davies 교수는 Radio 4의 The World Tonight에서 "우리는 승자가 되었습니다."라고 말했습니다.

그녀는 AI를 사용한다는 아이디어가 "큰 판도를 바꿀 것"이라며 "그(닥스톡스 박사)가 하고 있는 일을 보게 되어 기쁘다. 그것이 생명을 구할 것"이라고 말했다.