ИИ в битка срещу устойчивите на лекарства супербактерии

Изкуственият интелект (ИИ) влиза в битката срещу устойчивите на лекарства супербактерии. Проектът е на Инициативата „Флеминг“ и фармацевтичната компания GSK. Така Обединеното кралство се надява да се справи с нарастващия брой инфекции, които са резистентни на лечение. Проблемът се задълбочава особено осезателно в последните години. Не е случайно, че наричат инфекциите, резистентни към лекарства, „тихата пандемия“. За съжаление нейни жертви са стотици хиляди хора в света. Всъщност, данните показват, че супербактериите убиват един милион души всяка година. Една от всеки шест лабораторно потвърдени бактериални инфекции е резистентна на антибиотици. Очаква се антимикробната резистентност да убие 39 милиона души до 2050 г.

Проектът ще продължи три години, а започва от началото на 2026 г. Близо 50 изследователите ще работят по него. Сумата, с която ще разполага и е отпусната от фармацевтичния гигант, е на стойност 45 милиона паунда (51 милиона евро)

Суперкомпютри срещу супербактерии

Основата задача, която британският проект си поставя, е да направи възможно с помощна на изкуствения интелект да се справи с растящия лавинообразно брой на инфекциите, които са резистентни на лечение. Това може да стане, казват авторите на идеята, като се ускори откриването на нови антибиотици, но и като се открият нови начини за унищожаването на множеството други заплахи, например, смъртоносните гъбични инфекции.

Първостепенната задача е откриването на нови антибиотици.

Изследователите ще фокусират усилията си върху няколко бактерии, които са резистентни на лекарства и които Световната здравна организация определя като приоритетни патогени. Това са Aspergillus, грам-отрицателните бактерии като Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae, както и грам-положителните Staphylococcus aureus и резистентните на метицилин Staphylococcus aureus (MRSA).

Д-р Андрю Едуардс от Императорския колеж в Лондон смята да насочи изкуствения интелект към грам-отрицателните бактерии. Аргументите на изследователя са, че този вид бактерии притежават допълнителен външен слой и го използват, за да контролират какво влиза и излиза от бактерията. Грам-отрицателните видове успяват да блокират навлизането на антибиотици, но и много бързо да изхвърлят онези от тях, които успеят да проникнат през бактериалната защита. Точно това ги прави много трудни за лечение.

Учените смятат да използват молекули с различни химични структури, а целта е да запишат всичко, което попада или остава вътре в бактериите. След това в работата се включва изкуственият интелект. Събраните данни ще му бъдат подадени, като се очаква той да установи какво е нужно, за да може антибиотикът да се задържи в грам-отрицателната бактерия.

„Ако искаме да постигнем напредък, трябва да разполагаме с данни. Рутинно използваният днес от хората вид изкуствен интелект е буквално изграден върху съществуващата в интернет информация“, коментира д-р Едуардс и подчертава, че благодарение на изкуствения интелект години на изследвания, които се правят на ръка, ще се превърнат в проста работа за компютър.

Разгадаването на химическия код ще насочи учените към това как да модифицират антибиотиците така, че да успеят да подействат.

Любопитен е отговорът, който д-р Едуардс дава на въпроса на BBC дали е възможно изкуственият интелект да изпревари бактериалната еволюция. „Ако успеем да получим няколко добри антибиотика, отиваме на предни позиции. Мисля, че тогава ще сме сигурни, че държим нещата под контрол.“

Друга от групите ще използва ИИ, за да разбере по-добре как имунната система реагира на Staphylococcus aureus, което ще позволи на учените да създадат ефективна ваксина срещу инфекции.

Проф. Тим Орчард, който е главен изпълнителен директор на Imperial College Healthcare NHS Trust, определя антимикробната резистентност като едно от най-големите предизвикателства и казва: „Спешно се нуждаем от нови решения за справяне с резистентните на лекарства инфекции, а това може да постигнем само ако обединим опита и знанията си.“

Директорът на Инициативата Флеминг Алисън Холмс споделя, че антибиотиците са едни от най-големите здравни ресурси, които за жалост са буквално пропилени. Алисън Холмс подчертава, че е важно да използват изкуствения интелект като прогноза и да научат чрез него как се появяват и разпространяват супербактериите.

Областите на проучване

Областите на проучване или както ги наричат авторите на проекта големите предизвикателства са шест:

• Ускоряване на откриването на нови антибиотици за грам-отрицателни бактериални инфекции

• Ускоряване откриването на нови лекарства за борба с гъбични инфекции
• Подобряване на разбирането затова как имунната система реагира на устойчивите на лекарства бактерии
• Провеждане на иновативно клинично изпитване за подобряване на начина и времето на предписване на антибиотиците
• Използване на международни изследователски данни и анализи за политиките и общественото ангажиране, внедряване на превантивни интервенции, ускоряване на научноизследователската работа и засилване на обществените и правителствени действия, за да се ограничи антимикробната резистентност.

За Инициативата „Флеминг“

Инициативата „Флеминг“ е създадена от Импириъл Колидж Лондон и Imperial College Healthcare NHS Trust и обединява изследователи, лекари, политици, експерти.

Определят антимикробната резистентност като невидимата здравна криза.

„Ако не се справим с този проблем, инфекциите, резистентни на лекарства ще се превърнат в глобална хуманитарна криза, която всяка година ще отнеме живота на 10 милиона души“, казва екипът на „Флеминг“ и подчертава, че ако не бъдат предприети действия ще дойде мигът, когато една най-обикновена инфекция или рутинна хирургична процедура ще се превърнат в животозастращаващи.

Изпълнителният директор на Инициативата „Флеминг“ проф. Лорд Ара Дарзи заявява, че битката с антибиотичната резистентност може да е успешна, защото: „Разполагаме с водещата световна експертиза, капацитета и визията, за да работим по тези изключително амбициозни шест големи предизвикателства. Надяваме се световната научна общност да се обедини, защото за да се справим с нарастващата глобална заплаха от антимикробната резистентност, имаме огромна и спешна нужда от общи усилия.“

„Вярвам, че благодарение на данните, методите и моделите, задвижвани от изкуствен интелект, ще открием нови подходи за създаването на антибиотици, ще предвидим и изпреварим развитието на резистентност, за да променим лечението и превенцията на сериозни инфекции“, коментира действията главният научен директор на GSK Тони Ууд, специалист по медицинска химия. Сред множеството му разработки е и антивирусно лекарство за ХИВ, за създаването на което печели няколко международни награди.