Bir süredir pandemi nedeniyle virüsler hakkında birçok şey öğrenmiş olabiliriz fakat ihmal ettiğimiz daha önemli bir sağlık tehdidi var o da antibiyotik dirençli süper bakteriler. Bu süper bakterilerin tedavisi için yeni nesil antibiyotikler gerekiyor fakat bu zaman alan bir süreç. İşte IBM Research ekibi, yapay zeka kullanarak hızlı bir şekilde iki ilaç adayı geliştirmeyi başardı. YZ yeni antibiyotikleri tanımlıyor, sentezliyor ve yeni antibiyotik peptitleri bulabiliyor.
Oğuz Sezgin/Gerçek Bilim
20. yüzyılın en büyük keşiflerinden biri şüphesiz penisilindir. Bu antibiyotik sayesinde ölümcül birçok enfeksiyon kolayca tedavi edilerek sayısız insan kurtarıldı. Fakat yıllar içinde bu antibiyotiğin gücü giderek azaldı.
Diğer organizmalar gibi bakteriler de çevresel etkenler karşısında evrim geçirecektir. İlaçlar karşısında bakterilerin kendi savunmalarını geliştirmesi sadece bir an meselesi. Eğer yeterli süre ve antibiyotik kullanımı olursa, mikroplar bu ilaçlara karşı genetik bir immün tepkisi geliştirecektir.
Antibiyotik direnci gün geçtikçe artıyor ve yeni ilaçlar veya tedaviler olmazsa küçük enfeksiyonların bile, 2050’ye kadar yılda 10 milyon kişiye kadar götürebileceği tahmin ediliyor.
Daha da kötüsü, yeni ilaçları geliştirilmesi yıllar sürüyor ve çoğu deneme-yanılmayla bulunuyor. Bunları bulmak için sayısız kimyasal kombinasyonunun denenmesi gerekiyor. İşte bu işte yapay zeka gerçekten çok işe yarıyor.
Yapay Zeka 48 Günde 20 Antibiyotik Adayı Tanımladı
IBM Araştırma ekibinin geliştirdiği YZ sistemi muhtemel moleküler kombinasyonu hızlı bir şekilde tarayabiliyor. İlk olarak araştırmacıla, derin jeneratif otokodlayıcı adını verdikleri bir model geliştirerek, peptit dizilimlerini inceleyen ve moleküllerin fonksiyonel önemini yakalayarak onları yakalayan bir sistem geliştirdi. Bu sistem diğer peptitlerdeki benzerlikleri de inceliyor.
Sonra CLaSS(Controlled Latent attribute Space Sampling ) adı verilen Kontrollü Örtülü nitelikli Uzay Örneklemesi uygulanıyor. Bu sistem istenilen spesifik özelliklerdeki yeni peptit moleküllerini topluyor ve üretiyor. İşte bu antimikrobiyal etkinliği ortaya koyuyor.
Tabi bir antibiyotiğin sadece bakterileri öldürmesi yeterli değil, insanlarda kullanım için de uygun olması gerekiyor ve bu bakteri sınıfında işe yaraması gerekiyor. Bu nedenle YZ’nin ürettiği moleküller derin öğrenmeden geçirilerek etkisiz veya toksik kombinasyonlar ayrılır.
48 gün sonunda, YZ 20 yeni antibiyotik peptit adayı tanımlayarak, sentezledi ve deneyimledi. Bunlardan 2 antibiyotik gram negatif ve gram pozitif bakteri sınıfına karşı yüksek potansiyel taşıyor. Bakterilerin dış zarlarında delik açarak onları öldürüyor. Hücre kültürü ve fareler üzerinde yapılan testlerde düşük toksisiteye sahip oldukları ve E.coli’ye karşı ayrıyeten bir ilaç direnci oluşturmadıkları gözlendi. Bu iki yeni antibiyotiğin keşfi gerçekten bilimsel işleyişte devrimsel bir gelişme başlatabilir. Bu sayede hızla yeni antibiyotikler geliştirilebilir ve antibiyotik direnci kabusu aşılabilir.
Araştırma Nature dergisinde yayınlandı.
Kaynak: IBM Research
