Inteligența Artificială folosită în cercetările medicale. O nouă proteină combate cu succes bacteria E. coli

Escherichia coli, cunoscută sub numele E. coli, este o bacterie care se găsește în intestinul oamenilor și al animalelor, fiind responsabilă cu producerea infecțiilor intstinale sau urinare grave.

Simptomele infecției cu E.coli sunt dureri abdominale, diaree, greață, vărsături și febră. Acestea apar, în general, la 12 de ore până la câteva zile după contactul cu bacteria și durează aproximativ o săptămână. Infecția poate apărea în orice situație în care există condiții sanitare necorespunzătoare.

Cercetătorii australieni au folosit Inteligența Artificială (IA) pentru a genera o proteină biologică care distruge bacteria E. coli. Un studiu publicat în revista Nature Communications, oferă medicilor un nou instrument pentru a combate criza sanitară provocat de bacteriile „super-rezistente”.

Articolul este semnat de dr. Rhys Grinter și conferențiarul asociat Gavin Knott, bursier Snow Medical. Cei doi conduc noul Program de Design AI de Proteine, cu sedii la Bio21 Institute (Universitatea din Melbourne) și la Monash Biomedicine Discovery Institute, ambele din Australia. Potrivit celor doi cercetători, platforma pe care au folosit-o este prima din Australia și a fost inspirată de David Baker, laureat al Premiului Nobel pentru chimie. Acesta a conceput o  metodă completă de generare a proteinelor.

„Aceste proteine sunt deja în curs de dezvoltare ca medicamente, vaccinuri, nanomateriale sau senzori moleculari, iar aplicațiile posibile sunt departe de a fi epuizate”, a declarat conf. univ. Gavin Knott, conform descopera.ro.

O nouă revoluție în medicină

Alături de SUA și China, Australia, intră, cu această cercetare, în rândul țărilor care au dezvoltat platforme de Inteligență Artificială capabile să genereze rapid mii de proteine funcționale. Astfel este deschisă calea spre dezvoltarea rapidă și accesibilă de medicamente și metode de diagnosticare, cu potențialul de a revoluționa cercetarea biomedicală și îngrijirea pacienților.

În dezvoltarea acestui proiect au fost utilizate instrumente de design proteic bazate pe AI, disponibile gratuit pentru cercetătorii din întreaga lume

„Este esențial să democratizăm accesul la designul de proteine, astfel încât toată lumea să poată beneficia de aceste instrumente. Folosindu-le, putem proiecta proteine care se leagă specific de o țintă sau un ligand, acționând ca inhibitori, agenți activatori ori blocanți, sau le putem transforma în enzime mai eficiente și mai stabile”, a spus doctorandul Daniel Fox, principalul responsabil pentru experimentele din studiul citat de publicație.

În ultimul an, s-a înregistrat o explozie de proteine dezvoltate cu ajutorul inteligenței artificiale (AI), care vor fi folosite pentru tratarea unor afecțiuni variate, de la mușcături de șarpe până la cancer. Printre acestea se numără și proteina care ucide E. coli.

Inteligența Artificială deschide noi oportunități

Dr. Rhys Grinter a explicat că proteinele utilizate pentru tratarea cancerului sau a infecțiilor sunt în general extrase din natură și adaptate prin inginerie sau selecție în laborator. Odată cu folosirea Inteligenței Artificiale,  proiectarea noilor proteine devine mai eficientă cu funcții precise, reducând costurile și accelerând procesul de dezvoltare.

Munca lui David Baker a permis apariția unor instrumente și softuri noi, precum Bindcraft și Chai, integrate în platforma AI condusă de dr. Grinter și conf. univ. Knott. Platforma IA va aduce Australia la același nivel cu cele mai avansate țări în acest domeniu al terapiilor inovatoare.

„Programul, desfășurat între Monash și Universitatea din Melbourne, reunește o echipă de biologi structurali și informaticieni care înțeleg complet procesul de design proteic. Această expertiză, combinată cu abilitățile în învățare automată, ne permite să adoptăm rapid cele mai noi instrumente și tehnologii în domeniul proiectării proteinelor cu AI”, a încheiat conf. univ. Knott.