Forskare vid Karolinska institutet presenterar tillsammans med internationella kollegor en studie av hur man kan använda AI mot antibiotikaresistens. Forskarna har använt så kallad generativ djupinlärning för att lära AI-modellen att designa nya antibiotikamolekyler. De första resultaten har nu publicerats i en studie i Cell.

AI mot antibiotikaresistens

I den aktuella studien utvecklade forskarna en AI-plattform som kan generera molekyler med verkan mot sjukdomsframkallande bakterier. Forskarna kombinerade generativ djupinlärning med proteomik, alltså kunskapen om proteiners interaktioner, funktion, struktur och sammansättning.

På detta sätt lärde sig modellen att identifiera möjliga målmolekyler i bakterieceller och designa antibiotikamolekyler riktade mot dessa måltavlor. Detta kan gå snabbare och bli mer effektivt än andra metoder för att få fram nya antibiotika.

– Vi går in i en era där generativ AI driver fram upptäckten av helt nya antibiotika mot några av de mest svårbehandlade bakterierna genom att utforska outforskade delar inom den kemiska rymden, säger en av forskarna, professor James Collins vid Massachusetts institute of technology, USA, i ett pressmeddelande från Karolinska institutet.

Hittade två lovande molekyler

Med den nya AI-metoden syntetiserade forskargruppen 24 kemiska föreningar. Sju av dessa visade sig ha antibakteriell aktivitet specifikt mot vissa bakterier. Två av molekylerna är särskilt lovande. De hade i djurförsök stark effekt mot infektioner med gonorré som är en sjukdom där antibiotikaresistens är ett snabbt växande problem.

De hade även stark effekt mot meticillinresistenta gula stafylokocker som bland annat kan orsaka allvarliga sårinfektioner och bölder. Molekylerna hade också låg toxicitet och helt nya verkningsmekanismer.

– Med hjälp av två olika AI-metoder designade vi molekyler som inte liknar några kända antibiotika eller något som bakterier normalt möter i naturen. Det ger oss ett helt nytt sätt att tackla resistensproblematiken, säger studiens huvudförfattare Aarti Krishnan, Massachusetts institute of technology, i pressmeddelandet.