Η τεχνητή νοημοσύνη έχει δημιουργήσει δύο νέα αντιβιοτικά, ικανά να εξουδετερώσουν την ανθεκτική στα φάρμακα γονόρροια και το υπερμικρόβιο MRSA, σύμφωνα με ερευνητές.
Τα φάρμακα σχεδιάστηκαν εξ ολοκλήρου από την τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) και κατέστρεψαν τα παθογόνα τόσο σε εργαστηριακές δοκιμές όσο και σε δοκιμές σε ζώα. Παρ’ όλα αυτά, οι δύο ενώσεις θα χρειαστούν ακόμη χρόνια βελτιστοποίησης και κλινικών δοκιμών πριν μπορέσουν να χορηγηθούν σε ασθενείς.
Η ερευνητική ομάδα του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Μασαχουσέτης (MIT) εκτιμά ότι η ΤΝ μπορεί να οδηγήσει σε μια «δεύτερη χρυσή εποχή» στην ανακάλυψη αντιβιοτικών.
Τα αντιβιοτικά εξουδετερώνουν βακτήρια, αλλά οι ανθεκτικές λοιμώξεις ευθύνονται πλέον για περισσότερους από ένα εκατομμύριο θανάτους τον χρόνο. Η κατάχρηση αυτών των φαρμάκων έχει επιτρέψει στα βακτήρια να αναπτύξουν μηχανισμούς άμυνας, ενώ η παραγωγή νέων αντιβιοτικών έχει παραμείνει περιορισμένη για δεκαετίες.
Στο παρελθόν, η ΤΝ χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση χιλιάδων γνωστών χημικών ενώσεων, με στόχο τον εντοπισμό εκείνων που μπορούν να εξελιχθούν σε νέα αντιβιοτικά. Αυτή τη φορά, η ομάδα του MIT προχώρησε σε κάτι πρωτοποριακό: χρησιμοποίησε γενετική ΤΝ για να σχεδιάσει από την αρχή αντιβιοτικά ειδικά για τη σεξουαλικώς μεταδιδόμενη γονόρροια και για το MRSA (ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο), ένα επικίνδυνο παθογόνο που μπορεί να προκαλέσει σοβαρές λοιμώξεις.
Η μελέτη, δημοσιευμένη στο περιοδικό Cell, εξέτασε 36 εκατομμύρια ενώσεις - πολλές από τις οποίες δεν υπάρχουν ακόμη στη φύση. Η εκπαίδευση της ΤΝ έγινε με βάση τη χημική δομή γνωστών ενώσεων και δεδομένα για το αν επιβραδύνουν την ανάπτυξη διαφόρων βακτηρίων. Έτσι, το σύστημα «έμαθε» πώς οι διαφορετικές μοριακές δομές -αποτελούμενες από άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο και άζωτο- επηρεάζουν τα βακτήρια.
Δοκιμάστηκαν δύο μέθοδοι σχεδιασμού. Η πρώτη εντόπισε υποσχόμενες αφετηρίες σε βιβλιοθήκη εκατομμυρίων μικρών χημικών θραυσμάτων (8–19 ατόμων) και «έχτισε» πάνω σε αυτά. Η δεύτερη έδωσε στην ΤΝ πλήρη ελευθερία σχεδίασης.
Κατά τη διαδικασία, αποκλείστηκαν ενώσεις που έμοιαζαν υπερβολικά με υπάρχοντα αντιβιοτικά ή αναμενόταν να είναι τοξικές για τον άνθρωπο. Στόχος ήταν η δημιουργία πραγματικών φαρμάκων και όχι άχρηστων χημικών προϊόντων. Τα καλύτερα υποψήφια σχέδια συντέθηκαν και δοκιμάστηκαν σε βακτήρια και μολυσμένα ποντίκια, με δύο ενώσεις να αναδεικνύονται ως ιδιαίτερα ελπιδοφόρες.
«Είμαστε ενθουσιασμένοι, γιατί αποδεικνύουμε ότι η γενετική ΤΝ μπορεί να σχεδιάσει εντελώς νέα αντιβιοτικά», δήλωσε στο BBC ο καθηγητής James Collins του MIT. «Μπορεί να μας επιτρέψει να δημιουργούμε μόρια γρήγορα και οικονομικά, διευρύνοντας το οπλοστάσιό μας και δίνοντάς μας προβάδισμα στη μάχη με τα υπερμικρόβια».
Ωστόσο, οι ενώσεις δεν είναι έτοιμες για ανθρώπινες δοκιμές. Αναμένεται να χρειαστούν 1-2 χρόνια βελτίωσης πριν ξεκινήσει η μακρά και δαπανηρή κλινική διαδικασία, χωρίς καμία εγγύηση επιτυχίας.
Ο Δρ Andrew Edwards, από την Πρωτοβουλία Fleming και το Imperial College London, χαρακτήρισε τη μελέτη «πολύ σημαντική» με «τεράστιο δυναμικό», καθώς ανοίγει νέους δρόμους στον εντοπισμό αντιβιοτικών. Ωστόσο, τόνισε ότι «πρέπει να ακολουθηθούν τα δύσκολα στάδια ελέγχου ασφάλειας και αποτελεσματικότητας».
Ο καθηγητής Collins επισήμανε την ανάγκη για καλύτερα προγνωστικά μοντέλα που να προχωρούν πέρα από τις εργαστηριακές δοκιμές και να εκτιμούν πώς θα λειτουργήσουν τα φάρμακα στον ανθρώπινο οργανισμό.
Ένα ακόμη εμπόδιο είναι η δυσκολία παραγωγής: από τις 80 καλύτερες θεωρητικές θεραπείες για τη γονόρροια που σχεδιάστηκαν από την ΤΝ, μόνο δύο κατέστη εφικτό να συντεθούν.
Ο καθηγητής Chris Dowson του Πανεπιστημίου Warwick χαρακτήρισε τα ευρήματα «εντυπωσιακά» και την ΤΝ «σημαντικό βήμα» στην ανακάλυψη αντιβιοτικών, ικανών να περιορίσουν την αντοχή των μικροβίων. Επισήμανε, ωστόσο, το οικονομικό πρόβλημα: «Πώς παράγεις φάρμακα που δεν έχουν εμπορική αξία;».
Η ιδανική χρήση ενός νέου αντιβιοτικού είναι περιορισμένη, ώστε να διατηρηθεί η αποτελεσματικότητά του, γεγονός που καθιστά δύσκολη την απόσβεση του κόστους ανάπτυξης για τις φαρμακευτικές εταιρείες.
Τι είναι η γονόρροια
Σύμφωνα με τον ΕΟΔΥΥ, η γονόρροια είναι σεξουαλικώς μεταδιδόμενη λοίμωξη που προκαλείται από το βακτήριο Neisseria gonorrhoeae και μπορεί να προσβάλει οποιονδήποτε είναι σεξουαλικά ενεργός. Η μετάδοση γίνεται κατά τη σεξουαλική επαφή, μέσω επαφής μολυσμένου βλεννογόνου με υγιή, καθώς και κάθετα από τη μητέρα στο νεογνό κατά τον τοκετό.
Η λοίμωξη εμφανίζεται συχνότερα σε νεαρά άτομα, σε άνδρες που έχουν σεξουαλικές επαφές με άνδρες, σε άτομα με πολλούς ερωτικούς συντρόφους και σε όσους δεν χρησιμοποιούν προφυλακτικό. Η περίοδος επώασης κυμαίνεται συνήθως από 1 έως 10 ημέρες, με εύρος 1–14 ημερών.
Στους άνδρες, τα συμπτώματα περιλαμβάνουν κατά κύριο λόγο ουρηθρίτιδα με χαρακτηριστικό βλεννοπυώδες έκκριμα (σε ποσοστό άνω του 80%) και δυσουρία (πάνω από 50%). Σε περιπτώσεις ανιούσας λοίμωξης μπορεί να εμφανιστεί ορχεοεπιδιδυμίτιδα.
Στις γυναίκες, η λοίμωξη του ενδοτραχήλου ή της ουρήθρας εκδηλώνεται με βλεννοπυώδεις κολπικές εκκρίσεις, δυσουρία και πόνο στην κάτω κοιλιακή χώρα. Αν η λοίμωξη εξελιχθεί προς τα άνω, μπορεί να προκαλέσει φλεγμονώδη νόσο της πυέλου, η οποία ενδέχεται να οδηγήσει σε στειρότητα ή έκτοπη κύηση. Στο 50% των περιπτώσεων, η ενδοτραχηλική λοίμωξη είναι ασυμπτωματική.
Ανάλογα με το είδος της σεξουαλικής επαφής, μπορεί να εμφανιστεί επίσης πρωκτική ή φαρυγγική λοίμωξη, οι οποίες συνήθως δεν προκαλούν συμπτώματα.
Τι είναι το μικρόβιο MRSA
Το MRSA, ή χρυσίζων σταφυλόκοκκος ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη, είναι ένα είδος βακτηρίου ανθεκτικό σε πολλά από τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για την αντιμετώπιση λοιμώξεων από σταφυλόκοκκο. Πρόκειται για έναν τύπο σταφυλόκοκκου, βακτηρίου που μπορεί να υπάρχει φυσιολογικά στο δέρμα ή στη ρινική κοιλότητα υγιών ατόμων, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσει λοιμώξεις.
Το MRSA παρουσιάζει αντίσταση σε πολλά φάρμακα, μεταξύ των οποίων τα βήτα-λακταμικά αντιβιοτικά, όπως η μεθικιλλίνη, η φλουκλοξασιλλίνη και άλλες πενικιλίνες, γεγονός που δυσκολεύει σημαντικά τη θεραπεία του με τα συνήθη σχήματα.
Μπορεί να προκαλέσει διάφορες μορφές λοίμωξης, όπως δερματικές, πνευμονία ή βακτηριαιμία (λοίμωξη του αίματος).
Η μετάδοση γίνεται κυρίως μέσω άμεσης επαφής με μολυσμένα άτομα ή με επιφάνειες που φέρουν το βακτήριο.
Οι λοιμώξεις από MRSA μπορεί να είναι ιδιαίτερα σοβαρές σε άτομα με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα. Η θεραπεία συνήθως απαιτεί τη χρήση εξειδικευμένων αντιβιοτικών ή άλλων στοχευμένων θεραπειών.
Με πληροφορίες από BBC
