Pesquisadores nos EUA descobriram um novo antibiótico com a ajuda da inteligência artificial (IA). O antibiótico seria muito forte e funcionaria contra formas resistentes, disseram os pesquisadores.
Os cientistas trabalham no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e publicaram suas descobertas na revista especializada Cell. Eles descrevem a criação de uma rede neural com o objetivo de encontrar novos antibióticos; isso é necessário porque muitas espécies bacterianas se tornam resistentes aos agentes existentes.
Como um número muito grande de moléculas precisa ser testado para a descoberta de novos medicamentos, os pesquisadores construíram um modelo que pode ser usado para prever quais têm um efeito antibacteriano com base na estrutura molecular. Envolveu 2.500 moléculas e 1.700 tipos de medicamentos em funcionamento. Uma inteligência artificial de auto-aprendizado foi então liberada.
Os resultados desse modelo permitiram ao computador “digitalizar” um banco de dados de 107 milhões de moléculas diferentes. Isso permitiu ao computador “aprender” novos antibióticos, que em teoria são muito mais rápidos (e menos complicados) do que o trabalho humano.
Em outras palavras, os cientistas treinaram um computador para colocar diferentes peças do quebra-cabeça no lugar certo. Algo que não havia sido feito com sucesso antes no mundo da medicina.
Halicina
No trabalho publicado, os pesquisadores descrevem a descoberta da droga halicina, uma molécula que foi inicialmente desenvolvida como um agente anti-diabetes. No entanto, o modelo previu que também deveria ter efeito antibacteriano. Depois de testes em ratos, foi confirmado realmente este efeito.
O medicamento ainda não foi testado em seres humanos. As aplicações humanas, portanto, ainda não estão disponíveis.
Os pesquisadores também encontraram outras moléculas que poderiam ter um efeito antibacteriano.
As descobertas podem eventualmente levar a novos medicamentos que podem ser usados para combater bactérias resistentes.
Resistência antimicrobiana
A resistência antimicrobiana, ou resistência a antibióticos, é uma das principais ameaças à saúde.
Atualmente, infecções que se tornaram resistentes aos antibióticos causam cerca de 700.000 mortes por ano em todo o mundo, um número que, se não agisse com urgência, poderia subir para 10 milhões em 2050. Isso é advertido pela Organização Mundial da Saúde (OMS), que entre essas ações urgentes inclui a necessidade de maior investimento em pesquisa e desenvolvimento para o desenvolvimento de tecnologias que permitam o desenvolvimento de medicamentos inovadores.
Dessa forma, a descoberta feita por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, que descobriram, graças a um algoritmo de inteligência artificial (IA), uma nova molécula antibiótica capaz de eliminar bactérias resistentes medicamentos tradicionais.
Os antibióticos usados atualmente remontam a muito tempo, e o processo tradicional para descobrir novos produtos é longo e requer muito investimento. Desde a descoberta da penicilina em 1928, o desenvolvimento de antibióticos passou por um período de expansão entre as décadas de 40 e 70. A atividade desacelerou nas últimas décadas. Paralelamente, o abuso e uso indevido de drogas levou ao cenário atual em que as drogas eficazes por décadas deixaram de ser porque os microrganismos encontraram uma maneira de “zombar” deles, cancelando ou moderando sua ação.
13 desafios urgentes para a saúde dos próximos 10 anos
“Estamos enfrentando uma crise crescente em torno da resistência a antibióticos, e essa situação está sendo gerada por um número crescente de patógenos que se tornam resistentes aos antibióticos existentes e por um oleoduto anêmico (fluxo de produtos que são eles estão na fase de desenvolvimento) nas indústrias de biotecnologia e farmacêutica de novos antibióticos”, diz Collins, professor de engenharia médica do MIT e co-autor desta descoberta publicada na revista Cell.
O mecanismo da inteligência artificial (IA) permite pesquisar, por meio de modelos computacionais, as moléculas químicas adequadas para atacar determinadas bactérias.
“Queríamos desenvolver uma plataforma que explorasse o potencial da inteligência artificial para abrir uma nova era de medicamentos antibióticos”, explica James Collins.
Para tentar encontrar compostos completamente novos, Collins fez uma parceria com Regina Barzilay, professora de eletrônica eletrônica e ciência da computação na Delta Electronics no Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT); O professor Tommi Jaakkola e seus alunos Kevin Yang, Kyle Swanson e Wengong Jin, que já haviam desenvolvido modelos de computador de aprendizado de máquina que podem ser treinados para analisar as estruturas moleculares de compostos e correlacioná-los com características particulares, como a capacidade de matar bactérias.
A IA permite ampliar o campo de produtos candidatos para se tornarem drogas para moléculas não suspeitas pelos pesquisadores. A idéia não é nova (há décadas), mas até agora os métodos utilizados não eram bons o suficiente para encontrar moléculas eficazes.
Os pesquisadores testaram seu modelo a partir da bactéria Escherichia coli e, em seguida, pesquisaram entre 6.000 compostos químicos que tinham as características procuradas. O algoritmo encontrou um composto que tinha uma estrutura diferente da dos antibióticos existentes e determinou que seria eficaz contra inúmeras bactérias.
“Nossa abordagem revelou essa molécula incrível que é sem dúvida o antibiótico mais poderoso já descoberto”, disse Collins.