AI יוצרת אנטיביוטיקה מצילת חיים מאפס: פריצת דרך במאבק נגד חיידקים עמידים
חוקרים פיתחו מערכת AI גנרטיבי בשם AMP-Diffusion שיוצרת פפטידים אנטי-מיקרוביאליים חדשים מאפס. מתוך 50,000 מועמדים שנוצרו, שניים הראו יעילות בבעלי חיים השקולה לתרופות אנטיביוטיות מאושרות FDA, ללא תופעות לוואי. הטכנולוגיה, המבוססת על דגמי diffusion, פותחת אופקים חדשים במאבק בעמידות לאנטיביוטיקה.
מהפכת ה-AI הגנרטיבי: מנדמה טקסטים ליצירת תרופות
חוקרים מאוניברסיטת פנסילבניה פיתחו מערכת AI חדשנית בשם AMP-Diffusion שמסוגלת ליצור תכשירים אנטיביוטיים עוצמתיים מאפס, ללא תלות בנתונים קיימים. הטכנולוגיה, המתבססת על דגמי "פיזור" (diffusion) הדומים ל-DALL·E, מייצרת רצפים חדשים של פפטידים אנטי-מיקרוביאליים (AMPs) - מולקולות קטנות היכולות להילחם בחיידקים.
איך זה עובד?
- המערכת מתחילה מרצף אקראי של חומצות אמינו ("רעש")
- באמצעות איטרציות, ה-AI משפר את הרצף תוך התבססות על מודל השפה החלבוני ESM-2 של Meta
- תהליך ה"דה-רעש" מונחה על ידי כללים ביולוגיים מובנים, דבר שמגדיל את הסבירות לתפקוד יעיל
- מתוך 50,000 מועמדים שנוצרו, 46 עברו סינתוז ובדיקה במעבדה
התוצאות המבטיחות: כשני פפטידים בלטו במבחנים בבעלי חיים:
- יעילות דומה ללוופלוקסצין (Levofloxacin) ופולימיקסין B - תרופות מאושרות FDA
- חיסול זיהומי עור בעכברים ללא תופעות לוואי נראות לעין
"איננו מוגבלים עוד למה שהאבולוציה יצרה", מסביר פרופ' סזאר דה לה פואנטה, אחד מכותבי המחקר. "ה-AI מאפשר לנו לדחוס את תקופת הפיתוח משנים לימים".
הצעד הבא
החוקרים מתכננים לשפר את המערכת כך שתוכל:
- לייצר תרופות מותאמות לסוגים ספציפיים של זיהומים
- לשפר תכונות פרמקולוגיות רצויות (פרמקוקינטיקה, רעילות נמוכה)
- ליצור מולקולות מורכבות הדורשות הנחייה מדויקת יותר
מעבר לגילוי אנטיביוטיקות, פריצת הדרך מצביעה על יכולתה של בינה מלאכותית גנרטיבית לפרוץ תחומים חדשים בעולם הרוקחות.