- MIT'deki bilim insanları, yapay zeka kullanarak daha önce görülmemiş iki yeni antibiyotik bileşiği tasarladı.
- NG1 ve DN1 adı verilen bileşikler, laboratuvar ve fare testlerinde ilaçlara dirençli "süper bakterileri" yok edebildi.
- Yapay zeka tabanlı yöntem, geleneksel ilaç keşif yöntemlerine kıyasla çok daha hızlı ve geniş bir molekül havuzu oluşturma imkanı sunuyor.
Tüm dünyayı tehdit eden en büyük halk sağlığı sorunlarından biri olarak karşımıza çıkan “antibiyotik direnci”ne karşı bilim dünyası halen kesin bir çözüm bulamamışken, yapay zeka kullanılarak bu umutsuzluğa karşı etkili bir adım atıldı.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) bilim insanları, üretken yapay zekadan (generative AI) faydalanarak daha önce benzeri görülmemiş iki yeni antibiyotik bileşiği tasarlamayı başardı. Laboratuvar ortamında ve fareler üzerinde yapılan testlerde, ilaçlara dirençli gonore ve MRSA gibi “süper bakterileri” yok edebildiğini gösterdi.
Milyonlarca yeni bileşik keşfedildi
CNET’in haberine göre, geleneksel ilaç keşif yöntemleri, mevcut kimyasal kütüphanelerin taranmasına dayanıyor. Bu yöntem, yavaş ilerlediği yetmezmiş gibi bir de oldukça sınırlı molekül havuzuna sahip.
Ancak MIT’den yapılan açıklamaya göre, araştırmacıların kullandığı yapay zeka sistemi, sınırlamaları aşarak sıfırdan 36 milyondan fazla teorik bileşik üretti. Üstelik oluşturulan bileşiklerin birçoğu, daha önce hiç görülmemiş kimyasal yapılara sahipti. Yapay zeka ise devasa havuzdan en umut verici olan iki bileşiğe odaklandı.
Her iki bileşik de, şu anda kullanımda olan hiçbir antibiyotiğe benzemiyor ve yapay zekanın araştırmayı hızlandırmanın ötesine geçerek, aksi takdirde bulunması imkansız olabilecek ilaçları nasıl hayal edebileceğini gösteriyor.
Araştırmanın baş yazarlarından MIT’den Aarti Krishnan, “Amacımız, mevcut antibiyotiklere benzeyen her şeyden kurtulmak ve antimikrobiyal direnç krizine temelden farklı bir şekilde yaklaşmaktı. Kimyasal alanın daha önce keşfedilmemiş alanlarına girerek, yeni etki mekanizmaları ortaya çıkarmayı hedefledik” diye konuştu.
Bilim insanları iki yapay zeka stratejisi kullandı
MIT ekibi, mevcut kimyasal kütüphanelerin sınırlamalarını aşmak için yapay zekadan sıfırdan moleküller icat etmesini istedi. Bu süreçte iki farklı yapay zeka stratejisi uygulandı:
Parça tabanlı tasarım (Fragment-based design): Yapay zeka, gonoreye karşı umut vadeden kimyasal bir parça (F1 olarak etiketlendi) ile başladı. Milyonlarca türev üreten yapay zeka, sonunda yaklaşık 1.000 adayı kısa listeye aldı. Araştırmacılar tarafından seçilen 80 adaydan NG1, hücre kültürlerinde ve farede ilaca dirençli gonoreyi başarıyla tedavi eden öne çıkan bir bileşik olarak ortaya çıktı.
Sınırsız üretim (Unconstrained generation): Ekip, yapay zekanın MRSA’yı hedefleyerek kendi başına moleküller tasarlamasına izin verdi. 29 milyondan fazla aday üretildi ve bu adaylar, sentez için 90 bileşiğe kadar filtrelendi. Üretilen 22 bileşikten altısı laboratuvar testlerinde iyi performans gösterdi ve bunlardan DN1 adı verilen bir tanesi, farelerdeki MRSA cilt enfeksiyonlarını ortadan kaldırabildiğini kanıtladı.
NG1 ve DN1, yapısal olarak bilinen tüm antibiyotiklerden farklı ve bakteri hücre zarlarını bozarak bakterileri yok ettikleri görülüyor. NG1, spesifik olarak daha önce hedef alınmamış ve dış hücre zarının yapımında rol oynayan LptA adlı bir bakteri proteinini hedefliyor.
Antibiyotik-Yapay Zeka Projesi’nin kar amacı gütmeyen kuruluşu olan Phare Bio, NG1 ve DN1’in ilaç özelliklerini geliştirmek için çalışmalarını sürdürüyor. Araştırmacılar ise yapay zeka platformunu, tüberküloz ve hastane enfeksiyonlarına neden olan Pseudomonas aeruginosa gibi diğer zorlu patojenleri hedeflemek üzere genişletiyor.
