„Chcieliśmy stworzyć platformę, która pozwoliłaby nam wykorzystać moc sztucznej inteligencji do wejścia w nową erę odkrywania antybiotyków” - powiedział profesor James Collins, z Institute for Medical Engineering and Science MIT (IMES) „Nasze podejście ujawniło tę niesamowitą cząsteczkę, która jest prawdopodobnie jednym z najpotężniejszych antybiotyków, jakie zostały kiedykolwiek odkryte.”
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat opracowano bardzo niewiele nowych antybiotyków, a większość z nich to nieco inne warianty istniejących leków. Obecne metody badania przesiewowego nowych antybiotyków są często niezwykle kosztowne, wymagają znacznych nakładów czasu i zwykle ograniczają się do wąskiego spektrum chemicznej różnorodności.
„Stoimy w obliczu narastającego kryzysu związanego z opornością na antybiotyki. Tą sytuację generuje zarówno rosnąca liczba patogenów uodporniających się na istniejące leki, jak i słabość przemysłu biotechnologicznego i farmaceutycznego w odkrywaniu nowych preparatów” - mówi Collins.
Aby znaleźć rozwiązanie problemu czyli nowe antybiotyki, Collins nawiązał współpracę z profesorem Tommi Jaakkola z MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory, który wraz z zespołem opracował komputerowe modele nauki maszynowej. Mogą one być szkolone do analizy struktur molekularnych związków i korelowania ich ze szczególnymi cechami, takimi jak zdolność do zabijania bakterii. Naukowcy przeszkolili system wprowadzając do niego dane dotyczące około 1700 zatwierdzonych leków i 800 naturalnych produktów o szerokim zakresie aktywności biologicznej. Następnie pozwolili aby model komputerowy przetestował bibliotekę zawierającą około 6000 związków chemicznych. System wybrał jedną molekułę, która zgodnie z przewidywaniami miała silną aktywność antybakteryjną i strukturę chemiczną inną niż istniejące antybiotyki, a także niską toksyczność dla komórek ludzkich. Cząsteczka, która była wcześniej badana jako potencjalny lek na cukrzycę, została nazwana halicyną (ang. halicin).
Badacze przetestowali ją na dziesiątkach szczepów wyizolowanych bakterii wyhodowanych w warunkach laboratoryjnych i stwierdzili, że jest w stanie zabić wiele drobnoustrojów opornych na leczenie, w tym niezwykle oporne, Acinetobacter baumannii, która może doprowadzić do sepsy, Clostridium difficile, odpowiedzialnej za ostre formy biegunek, Mycobacterium tuberculosis czyli prątki gruźlicy. Lek działał na wszystkie badane przez nich gatunki, z wyjątkiem pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa), trudnego do leczenia patogenu płuc.
