System sztucznej inteligencji i połączony z nim robot dokonały pierwszego poważnego odkrycia naukowego - udało im się znaleźć nowy lek na malarię w zwykłej paście do zębów - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Scientific Reports.
„Nasz 'współpracownik' robot Eva ujawnił tajemnicę, w jaki sposób triklosan hamuje rozwój malarii wywołanej przez Plasmodium. Daje nam to nadzieję, że w niedalekiej przyszłości uda nam się stworzyć nowe leki, które mogą zwalczać malarię odporną na działanie istniejących leków. Wiemy, że triklosan jest bezpieczny dla ludzi i że działa na pasożyta na dwa różne sposoby, dzięki czemu Plasmodium nie stanie się szybko odporne na jego działanie”- mówi Elizabeth Bilsland z Uniwersytetu Campinas w Brazylii.
W ostatnich latach fizycy i matematycy zaczęli aktywnie łączyć się z rozwojem leków i różnych cząsteczek biologicznych, wykorzystując najnowsze osiągnięcia w swojej nauce do tworzenia systemów komputerowych zdolnych do przeprowadzania tysięcy eksperymentów jednocześnie i automatycznego wybierania tych kombinacji leków i innych substancji, które działają na drobnoustroje lub komórki. ciało we „właściwy” sposób.
Teraz naukowcy aktywnie zastanawiają się nad wprowadzeniem do pracy takich programów różnego rodzaju systemów sztucznej inteligencji i metod uczenia maszynowego, które pozwolą robotom samodzielnie wyszukiwać i doskonalić metody zwalczania drobnoustrojów, nowotworów czy wirusów. Na przykład naukowcy z Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Technologii oraz rosyjsko-amerykańskiego startupu medycznego Insilico Medicine dwa lata temu stworzyli system sztucznej inteligencji, który mógłby opracowywać leki na raka.
Billsland i jej koledzy zastosowali podobne podejście, aby odkryć nowe lekarstwo na malarię, próbując zrozumieć, dlaczego jej patogen, malaria Plasmodium, wchodzi w interakcję z triklosanem, antybiotykiem występującym w popularnej „leczniczej” paście do zębów.
Antybiotyk ten, jak wyjaśniają biolodzy, hamuje rozwój bakterii poprzez zakłócanie pracy jednego z ich kluczowych enzymów, który odpowiada za gromadzenie się cząsteczek tłuszczowych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania ścian komórkowych drobnoustrojów.
Nieco ponad 10 lat temu naukowcy odkryli, że w niektórych przypadkach triklosan może również zabijać patogeny malarii, ale mechanizm jego działania na nie pozostawał tajemnicą - usunięcie genu, na który działa ten antybiotyk, nie wpłynęło na życie plazmodii i nie zapobiegło ich rozprzestrzenianiu się po całym organizmie. Zwierząt. Co więcej, wszelkie próby zmiany struktury triklosanu i zwiększenia jego aktywności nie powiodły się - nowe wersje tej substancji walczyły z malarią nie lepiej niż oryginał, a nawet gorzej, co zmusiło biologów do porzucenia tego pomysłu.
Zagadkę niezwykłego zachowania antybiotyku rozwiązał „Eva” - zautomatyzowany system do przeprowadzania eksperymentów, którego pracą sterowała sztuczna inteligencja. Pomogła naukowcom stworzyć kilka tysięcy nowych szczepów drożdży, do których przeszczepiono DNA jednego z żywotnych genów Plasmodium, oraz zbadać, jak taka procedura wpłynęła na prawdopodobieństwo przeżycia grzybów w kontakcie z triklosanem.
Film promocyjny:
Jak się okazało, triklosan hamował rozwój malarii poprzez zakłócanie pracy zupełnie innego enzymu DHFR, który jest odpowiedzialny za składanie cząsteczek niektórych aminokwasów i fragmentów przyszłego „budulca” DNA. Kilka innych już znanych leków przeciw malarii działa na ten sam enzym, ale triklosan, z drugiej strony, prawie nie oddziałuje z ludzką wersją DHFR i nie powoduje poważnych skutków ubocznych.
Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycie pozwoli na stworzenie nowych leków do walki z malarią w Afryce i Azji, gdzie w ostatnich latach zaczęły się rozprzestrzeniać nowe szczepy Plasmodium, niemal całkowicie niewrażliwe na klasyczne leki na tę chorobę, stworzone na początku i połowie XX wieku.