Com a atual pandemia, outra séria ameaça à saúde pública surgiu - o aumento de "superbactérias" resistentes a antibióticos. Assim, novos antibióticos são necessários, mas seu desenvolvimento leva tempo. Companhia Pesquisa IBM aplicou inteligência artificial (IA) a essa tarefa, obtendo muito rapidamente dois novos candidatos a medicamentos promissores.
Como todos os organismos, as bactérias evoluem em resposta a mudanças em seu ambiente, então, quando bombeamos nossos corpos com drogas, é apenas uma questão de tempo até que algumas delas descubram como se proteger. Dado um tempo suficiente e o uso de antibióticos, os únicos micróbios continuarão sendo micróbios geneticamente resistentes aos medicamentos.
Os cientistas prevêem que, sem novos antibióticos ou outros tratamentos até 2050, uma vez que pequenas infecções podem começar a ceifar até 10 milhões de vidas por ano. O desenvolvimento de novos medicamentos leva anos e envolve muitas tentativas e erros. Felizmente, esse é exatamente o tipo de trabalho em que a IA se destaca, então a IBM desenvolveu um novo sistema para analisar os números para nós.
Uma equipe de pesquisa da IBM criou um sistema de inteligência artificial que explora todo o espaço de possibilidades para configurações moleculares muito mais rapidamente. Primeiro, os pesquisadores começaram com um modelo – um autocodificador generativo profundo – que examina essencialmente várias sequências de peptídeos, reúne informações importantes sobre suas funções e as moléculas de que são feitos e procura semelhanças com outros peptídeos.
Em seguida, é aplicado um sistema chamado Controlled Latent attribute Space Sampling (CLaSS). Este sistema usa os dados coletados e gera novas moléculas peptídicas com propriedades específicas desejadas. Neste caso, é a eficácia antimicrobiana.
Mas é claro que a capacidade de matar bactérias não é o único requisito para um antibiótico – ele também deve ser seguro para uso humano e, idealmente, funcionar contra uma variedade de classes de bactérias. Assim, as moléculas geradas por IA são então passadas por classificadores de aprendizado profundo para eliminar combinações ineficazes ou tóxicas.
Em 48 dias, o sistema de IA identificou, sintetizou e experimentou 20 novos candidatos a antibióticos peptídicos. Dois deles, em particular, mostraram-se particularmente promissores - eram muito eficazes contra várias bactérias. Eles também apresentaram baixa toxicidade em culturas de células e testes em camundongos.
Os dois novos candidatos a antibióticos são interessantes por si só, mas o processo pelo qual foram descobertos é o verdadeiro avanço. Ser capaz de desenvolver e testar novos antibióticos com mais rapidez e eficiência pode ajudar a evitar o cenário de pesadelo de voltar aos dias dos antibióticos.
Leia também:
- Xiaomi comprou a CVITEK, desenvolvedora de tecnologias de inteligência artificial
- Cinco maneiras pelas quais a inteligência artificial pode nos ajudar na exploração espacial