人工知能を活用したスーパーコンピューターによって、世界で最も薬剤耐性の強いスーパーバグを治療できる抗生物質が発見された。

人工知能は、世界保健機関(WHO)が人類が直面する世界的な公衆衛生の脅威トップ10のひとつに挙げている抗菌剤耐性との戦いにおいて、素晴らしいツールであることが証明されつつある。

今回のケースでは、カナダとアメリカの科学者が「ディープラーニング」を用いて、最も危険な抗生物質耐性菌のひとつであるアシネトバクター・バウマニーを死滅させることができる抗生物質分子を特定した。撲滅が難しいことで有名なアシネトバクター・バウマンニは、未熟児や免疫力が低下した患者など、病院の弱い立場の患者に感染症を引き起こす。

この細菌は、ドアの取っ手や食器棚、ベッドなどの表面で長期間生き延びることができ、肺炎や敗血症、髄膜炎を引き起こす可能性がある。

このスーパーバグには、抗生物質耐性遺伝子を含む、環境中の他の種のバクテリアからDNAを獲得する能力があるため、他に類を見ないほど無敵なのだ。しかし、AIアルゴリズムはこのスーパーバグを倒すことができる化合物を予測した。

研究者たちは新たに発見した化合物をアバウシンと名付け、感染した傷口を持つマウスと研究室で培養した細菌細胞を使った実験でその有効性を証明した。

使用された人工知能プロセスは、MRSAを含む他の生命を脅かす疾患の治療法の発見を早める可能性もある。なぜなら、抗菌特性を持つ可能性のある数億、場合によっては数十億の分子にアクセスできるからである。

従来の分子スクリーニング技術は、時間とコストがかかり、範囲も限られていた。

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マクマスター大学生化学・生物医学科の大学院生で論文の共著者であるデニース・カタクタン氏は、次のように述べている。

「人工知能を使えば、化学空間の広大な領域を迅速に探索することができ、根本的に新しい抗菌分子を発見できる可能性が大幅に高まります」と、筆頭著者であるオンタリオ州マクマスター大学のジョナサン・ストークス博士は語った。

共著者であるマサチューセッツ工科大学(MIT)のジェームズ・コリンズ教授も同意見である。「アルゴリズム・モデルが機能することは分かっています。今は、新しい抗生物質をより効率的に、より低コストで発見するために、これらの方法を広く採用することが問題なのです」。

この研究は今週『ネイチャー・ケミカル・バイオロジー』誌に掲載されたが、アバウシンはバウマンニだけを攻撃するので、特に有望であると述べている。

ほとんどの抗生物質は広域スペクトルであり、すべての細菌を殺すが、腸内細菌叢にも害を及ぼし、C. difficileを含む様々な深刻な感染症への道を開く。

「スペクトラムの広い抗生物質は最適ではなく、病原体には進化する能力があり、どのような戦略を試しても適応できないことがわかっています」とストークス氏は付け加えた。「AIを使えば、新しい抗生物質の発見率を大幅に向上させることができます。

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