Tendenze scientifiche: l’intelligenza artificiale scopre un potente antibiotico per combattere la resistenza ai farmaci

In un importante sviluppo nella lotta contro la resistenza ai farmaci, i ricercatori del MIT hanno utilizzato un tipo di IA per scoprire nuovi antibiotici. Essi hanno metodicamente addestrato l’algoritmo IA con campioni di farmaci efficaci e non efficaci, nonché di farmaci noti per essere sicuri negli esseri umani.

Le tecnologie di intelligenza artificiale nella lotta contro la resistenza ai farmaci

Il loro algoritmo ha identificato un nuovo composto antibiotico formidabile in grado di uccidere alcuni dei batteri più insidiosi che causano malattie. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista «Cell».

«Stiamo affrontando una crescente crisi riguardo alla resistenza agli antibiotici e questa situazione è generata sia dal numero crescente di patogeni che diventano resistenti agli antibiotici esistenti, sia dai canali anemici nei settori biotecnologico e farmaceutico per nuovi antibiotici», ha affermato James Collins, bioingegnere e membro del gruppo di ricerca del MIT in un comunicato su MIT News.

«In termini di scoperta di antibiotici, questo è assolutamente il primo», ha detto Regina Barzilay, specialista in apprendimento automatico presso il MIT e ricercatrice senior di progetto, a «The Guardian». «Penso che sia uno degli antibiotici più potenti finora scoperti», ha aggiunto Collins. «Infatti, mostra una notevole attività contro una vasta gamma di agenti patogeni resistenti agli antibiotici».

La ricerca di nuovi antibiotici

Il modello informatico ha sottoposto a screening oltre cento milioni di composti chimici in pochi giorni. L’algoritmo ha analizzato le caratteristiche atomiche e molecolari di 2 500 farmaci e di altri composti naturali per trovare quelli con le migliori qualità antibatteriche che potrebbero uccidere E. coli. I ricercatori hanno quindi scelto e testato circa 100 candidati prima di scoprire una molecola, denominata alicina, originariamente sviluppata per il trattamento del diabete. Questo composto appena scoperto è stato in grado di uccidere 35 tipi di batteri potenzialmente mortali. Essi hanno trattato numerose infezioni farmacoresistenti con alicina, dimostratasi efficace contro E. coli, che durante il trattamento su topi non ha sviluppato alcuna resistenza ad essa. La potenza dell’alicina è stata significativa anche contro agenti patogeni più mortali, compresi quelli che causano la tubercolosi.

«Volevamo sviluppare una piattaforma che ci consentisse di sfruttare il potere dell’intelligenza artificiale per inaugurare una nuova era di scoperta di farmaci antibiotici», ha detto Collins all’«Independent» nel Regno Unito. «Il nostro approccio ha rivelato questa straordinaria molecola che è probabilmente uno degli antibiotici più potenti che sia mai stato scoperto».

I ricercatori hanno utilizzato una banca dati con circa 1,5 miliardi di composti chimici per cercare altri farmaci. Il modello IA ha identificato 23 potenziali antibiotici, due dei quali sembrano essere assolutamente validi. Realizzare tutto questo in laboratorio sarebbe stato impossibile. «Poter eseguire questi esperimenti al computer riduce drasticamente i tempi e i costi per l’osservazione di tali composti», ha detto il primo autore Jonathan Stokes nello stesso articolo del «The Guardian».

Il gruppo di ricerca del MIT vuole continuare a studiare l’alicina nella speranza di svilupparla per l’uso nell’uomo. Prevede inoltre di utilizzare il modello IA per progettare nuovi antibiotici e ottimizzare le molecole già esistenti.