NG1 ve DN1: Yapay Zeka ile Geliştirilen Yeni Antibiyotikler

Antibiyotikler modern tıbbın temel taşlarından biri olsa da yanlış kullanımı ölümcül sonuçlar doğuruyor. Dünya Sağlık Örgütü, bunu 'küresel sağlık için en büyük tehditlerden biri' olarak tanımlıyor. Bu tehlikeye karşı yapay zekâ destekli çalışmalar umut veriyor; NG1 ve DN1 adlı yeni antibiyotikler, dirençli bakterilere karşı güçlü bir çözüm sunuyor.

Yapay Zeka ile Yeni Antibiyotik Keşfi

Geleneksel ilaç geliştirme süreçleri yıllar alırken, yapay zeka milyonlarca molekülü çok kısa sürede analiz ederek potansiyel antibiyotik adaylarını belirleyebiliyor. Bu teknoloji sayesinde bilim insanları, yalnızca en umut vadeden molekülleri test ederek süreci hızlandırıyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) bilim insanları ve diğer yerlerdeki işbirlikçileri, yapay zekânın ilaca dirençli gonore (belsoğukluğu) ve MRSA bakterilerini yok edebilecek iki yeni potansiyel antibiyotik keşfettiğini açıkladı. NG1 ve DN1. Çalışmanın ayrıntıları, " Yeni antibiyotik tasarımına yönelik üretken derin öğrenme yaklaşımı " başlıklı yeni bir Cell
makalesinde yayınlandı.

Dirençli Bakterilere Karşı Güçlü Bir Aday

YZ algoritmalarıyla keşfedilen antibiyotikler, özellikle dirençli bakterilere karşı umut verici sonuçlar verdi. Laboratuvar testlerinde:

MRSA gibi süper bakterilere karşı etkili oldu.
Geleneksel antibiyotiklere dirençli bakteriler üzerinde başarı gösterdi.
İnsan hücrelerine düşük düzeyde toksisite sergiledi.

Araştırmacılar, mevcut kütüphaneleri taramanın ötesine geçerek yapay zekâ ile yeni antibiyotik adayları üretti. İki yaklaşım denendi, bunlar şu şekildedir:

Parça Odaklı Yaklaşım:

N. gonorrhoeae’ye (bel soğukluğu etkeni) karşı kullanılabilecek moleküller geliştirmek için 45 milyon kimyasal parçadan oluşan bir kütüphane oluşturuldu.
Makine öğrenimi ile tarama sonrası aday sayısı yaklaşık 1 milyon bileşiğe indirildi.
Deneyler sonucunda F1 adlı parça öne çıktı.
İki algoritma (CReM ve F-VAE) F1’den yola çıkarak 7 milyon aday üretti, bunlardan 1.000’i seçildi.
80 bileşik sentez için seçildi, yalnızca ikisi sentezlenebildi. Bunlardan NG1, hem hücrelerde hem de fare modellerinde dirençli bel soğukluğu bakterilerini etkili şekilde öldürdü.
NG1’in, bakteri dış zar sentezinde rol oynayan LptA proteinini hedef alırken DN1 ise MRSA'nın hücre zarını hedef alarak bakterileri öldürmektedir.

Serbest Tasarım Yaklaşımı:

İlaca dirençli S. aureus için herhangi bir parça kısıtlaması olmadan 29 milyon bileşik üretildi.
Filtreleme ile sayı 90’a indirildi, bunlardan 22’si sentezlenip test edildi.
6 bileşik güçlü antibakteriyel aktivite gösterdi.
En iyi aday DN1, farelerde MRSA deri enfeksiyonunu başarıyla tedavi etti.

Sonuç: Yapay zekâ, hem bel soğukluğu hem de MRSA’ya karşı etkili olabilecek yeni antibiyotik adayları geliştirdi ve bu ilaçların farklı yeni hedeflere etki ettiği gösterildi.

Uzmanlar Yapay Zeka Antibiyotikleri Hakkında Ne Düşünüyorlar?

Çalışmanın kıdemli yazarı ve MIT'de tıp mühendisliği ve bilimi profesörü ve biyolojik mühendislik profesörü olan Dr. James Collins, "Bu projenin antibiyotik geliştirme alanında açtığı yeni olasılıklar bizi heyecanlandırıyor," ve ilaveten, "Çalışmamız, yapay zekanın ilaç tasarımı açısından gücünü gösteriyor ve daha önce erişilemeyen çok daha geniş kimyasal alanlardan yararlanmamızı sağlıyor." dedi.

Fleming Initiative ve Imperial College London’dan Dr. Andrew Edwards, çalışmayı “çok önemli” ve “muazzam bir potansiyele sahip” olarak nitelendirerek, bunun “yeni antibiyotiklerin keşfine yönelik yeni bir yaklaşım sunduğunu” belirtti.

Ancak Edwards, ''Yapay zeka antibiyotik keşfi ve geliştirilmesini büyük ölçüde ilerletme potansiyeline sahip olsa da, güvenlik ve etkinlik testleri söz konusu olduğunda hâlâ zor olan kısmı bizim üstlenmemiz gerekiyor” diye ekledi.

Yapay zekâ ile geliştirilen antibiyotikler, dirençli bakterilere karşı umut verici bir adım. Ancak yapay zekânın sağlık alanındaki katkısı yalnızca yeni ilaç keşifleriyle sınırlı değil. Tanı, tedavi planlama, görüntüleme ve hasta takibi gibi birçok alanda da yapay zekâ araçları kullanılmaya başlandı. Bu alanda daha fazla bilgi almak isterseniz, sağlık alanında kullanılan yapay zeka araçları nelerdir? yazımıza da sitemizden ulaşabilirsiniz.