Streptococcus pneumoniae este un patogen bacterian care cauzează infecții cu risc de viață, precum pneumonie și meningită. Aceste infecții sunt tratate în mod obișnuit cu antibiotice, însă acestea devin tot mai puțin eficiente împotriva S. pneumoniae în timp din cauza rezistenței la medicamente a patogenului. Această fenomen, numită rezistența antimicrobiană, provoacă costuri semnificative în domeniul sănătății și decese în întreaga lume. Într-un nou studiu publicat de Wiley în revista Advanced Science, cercetătorii au folosit inteligența artificială (IA) pentru a identifica medicamente aprobate care ar putea fi eficiente împotriva S. pneumoniae.
Reutilizarea medicamentelor, adică utilizarea medicamentelor cu profiluri de siguranță cunoscute pentru alte scopuri, economisește timp și costuri, reducând totodată riscurile. Acest proces devine și mai eficient cu strategii computaționale pentru selectarea candidaților promițători. IA a fost folosită pentru a prezice medicamente pentru reutilizare împotriva altor patogeni din lista de priorități de dezvoltare a antibioticelor a Organizației Mondiale a Sănătății (OMS). Acum, cercetătorii au folosit abordări de învățare îmbunătățite și modele diverse pentru a analiza o bibliotecă de medicamente pentru S. pneumoniae, un alt patogen din lista de priorități a OMS pentru rezistența antimicrobiană.
Folosind un set de date de molecule dovedite a fi active împotriva S. pneumoniae și un set de date mai mare de molecule inactive împotriva unei alte bacterii rezistente la medicamente, oamenii de știință au antrenat trei algoritmi de învățare diferiți: ansambluri de arbori de decizie, ansambluri de rețele neurale grafice și ansambluri de transformatori bazate pe secvențe (fiecare preantrenate anterior cu sute de milioane de molecule). Aceste modele AI diferite au fost folosite pentru a testa aproape 7.000 de medicamente candidat pentru inhibarea S. pneumoniae.
Dintre acești aproximativ 7.000 de candidați, 11 au fost selectați pentru validare experimentală. Nouă dintre compuși au reușit să inhibe creșterea S. pneumoniae. Unul dintre cele două medicamente repurposed cele mai puternice a fost eficient chiar împotriva tulpinilor rezistente la medicamente ale S. pneumoniae. Autorii au afirmat că utilizarea a trei modele AI diferite s-a completat reciproc în selecția medicamentelor candidat, făcându-le mai eficace împreună decât individual.
Aceste descoperiri subliniază beneficiile folosirii modelelor AI pentru identificarea de medicamente noi și selecția rațională a medicamentelor cu cel mai mare potențial pentru reutilizare. Într-un domeniu precum rezistența antimicrobiană, unde există o nevoie urgentă de compuși eficienți, reutilizarea medicamentelor computaționale asistată de IA reprezintă o strategie simplificată și accesibilă, cu succes demonstrat.
Sursa articol https://medicalxpress.com
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.
