Η τεχνητή νοημοσύνη αποκαλύπτει νέους υποψήφιους αντιβιοτικούς παράγοντες για τη γονόρροια ανθεκτική στα φάρμακα

Ερευνητές στο Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ χρησιμοποίησαν βαθιά μάθηση για να εντοπίσουν νέες αντιβιοτικές ενώσεις αποτελεσματικές κατά του πολυανθεκτικού Neisseria gonorrhoeae, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη στο Science Translational Medicine.science+1

Το έργο έρχεται εν μέσω αυξανόμενης ανησυχίας για την ανθεκτικότητα της γονόρροιας στις υπάρχουσες θεραπείες. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας κατατάσσει το N. gonorrhoeae ως παθογόνο υψηλής προτεραιότητας και το 2023, η Μασαχουσέτη ανέφερε το πρώτο κρούσμα γονόρροιας στις ΗΠΑ που παρουσίασε μειωμένη απόκριση σε πέντε κατηγορίες αντιβιοτικών.mass

Μια υπολογιστική αναζήτηση σε εκατομμύρια ενώσεις

Η ομάδα χρησιμοποίησε νευρωνικά δίκτυα κατευθυνόμενης μεταφοράς μηνυμάτων για να ελέγξει μεγάλες χημικές βιβλιοθήκες για μόρια με αντιγονοκοκκική δράση, εντοπίζοντας υποψήφιους παράγοντες που είναι δομικά διακριτοί από τα υπάρχοντα αντιβιοτικά. Η προσέγγιση βασίζεται σε μια σειρά ανακαλύψεων αντιβιοτικών μέσω βαθιάς μάθησης στο Wyss Institute και το MIT, συμπεριλαμβανομένης προγενέστερης εργασίας που εντόπισε ενώσεις αποτελεσματικές κατά του MRSA, η οποία δημοσιεύθηκε στο Nature το 2023, καθώς και ένα πλαίσιο παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης που δημοσιεύθηκε στο Cell, το οποίο απέδωσε τις ενώσεις NG1 και DN1 κατά της γονόρροιας και του MRSA αντίστοιχα.pubmed.ncbi.nlm.nih+3

Σε αντίθεση με εκείνες τις προγενέστερες προσπάθειες, η νέα μελέτη επικύρωσε τις κύριες ενώσεις της χρησιμοποιώντας την τεχνολογία μικρορρευστοποιημένων οργάνων σε τσιπ (Organ Chip) του Wyss Institute—συγκεκριμένα ένα τσιπ ανθρώπινου κόλπου που αναπαράγει το μικροπεριβάλλον του κολπικού ιστού—επιπλέον ενός μοντέλου κολπικής λοίμωξης σε ποντίκια.wyss.harvard+1

Επικύρωση πέρα από το τρυβλίο Petri

Η χρήση της πλατφόρμας οργάνων σε τσιπ αντιπροσωπεύει μια μεθοδολογική πρόοδο στις προκλινικές δοκιμές αντιβιοτικών, επιτρέποντας στους ερευνητές να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων σε ένα σύστημα που μιμείται την ανθρώπινη φυσιολογία πιο στενά από τις τυπικές κυτταρικές καλλιέργειες. Το Wyss Institute έχει χρησιμοποιήσει στο παρελθόν την τεχνολογία οργάνων σε τσιπ για τον εντοπισμό υποψήφιων φαρμάκων για την COVID-19 και τη βακτηριακή κολπίτιδα.wyss.harvard+1

Τα ευρήματα προστίθενται σε ένα κύμα υποψήφιων αντιβιοτικών που καθοδηγούνται από την τεχνητή νοημοσύνη και φτάνουν σε στάδια προκλινικής επικύρωσης. Δύο νέα αντιβιοτικά για τη γονόρροια—η γεποτιδακίνη και η ζολιφλοδακίνη—εγκρίθηκαν από τον FDA στα τέλη του 2025, σηματοδοτώντας τα πρώτα νέα φάρμακα για τη νόσο εδώ και δεκαετίες. Το αν οι πρόσφατα εντοπισμένες ενώσεις θα προχωρήσουν σε κλινικές δοκιμές μένει να φανεί, αλλά η ενσωμάτωση της βαθιάς μάθησης με την επικύρωση σε όργανα σε τσιπ προσφέρει μια ταχύτερη διαδικασία για τον εντοπισμό και τη δοκιμή υποψήφιων παραγόντων κατά ανθεκτικών παθογόνων.hsph.harvard