Descubra como um algoritmo de IA ajudou a desenvolver um antibiótico capaz de matar superbactérias?

Descubra como um algoritmo de IA ajudou a desenvolver um antibiótico capaz de matar superbactérias?

Antibiótico foi criado em poucos dias, após pesquisadores do MIT desenvolverem e treinarem um algoritmo de Inteligência Artificial.

Não é novidade que o uso inadequado de antibiótico altera as bactérias, tornando-as mais resistentes aos medicamentos. Tanto que a Organização Mundial da Saúde (OMS) alerta que, até 2050, 10 milhões de pessoas podem morrer por não responder a remédios antimicrobianos. No entanto, a comunidade científica já deu os primeiros passos para mudar esse cenário.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, divulgaram o resultado de um estudo que utilizou Inteligência Artificial na tentativa de descobrir novas drogas para combater diversas bactérias, algumas até resistentes a todos os antibióticos já conhecidos.

Com o uso de um algoritmo, os pesquisadores conseguiram rastrear mais de cem milhões de compostos químicos em poucos dias. A ideia era desenvolver potenciais drogas capazes de matar bactérias usando mecanismos diferentes dos medicamentos já existentes.

A descoberta pode ser vista como positiva já que, em janeiro deste ano, a OMS divulgou que 60 produtos estão em desenvolvimento (50 antibióticos e 10 biológicos). Porém, eles trazem “pouco benefício sobre os tratamentos existentes e poucos deles têm como alvo as bactérias resistentes mais críticas”, informou a entidade.

Como a Inteligência Artificial foi usada para criar um antibiótico

Já comentamos aqui no Mundo + Tech sobre as dificuldades de a indústria farmacêutica disponibilizar novos medicamentos no mercado. São investimentos altos e de 10 a 15 anos de pesquisa até que um remédio seja lançado.

Como comentou James Collins, professor Termeer de ciência e engenharia médica no Instituto de Engenharia e Ciência Médica do MIT (IMES) e Departamento de Engenharia Biológica, ao site do MIT, a indústria enfrenta uma “crise crescente em relação à resistência a antibióticos”.

Para tentar solucionar essa dor, ele e outros pesquisadores desenvolveram um modelo de Machine Learning para analisar as estruturas moleculares de compostos e correlacioná-los com a capacidade de matar bactérias. O algoritmo foi treinado com 2.500 moléculas:

  • 1.700 de medicamentos aprovados pela Food and Drug Administration (FDA), órgão correspondente a Anvisa nos Estados Unidos.
  • 800 produtos naturais com estruturas moleculares diversas e uma ampla gama de bioatividades.

Em seguida, o algoritmo foi testado no Centro de Reaproveitamento de Drogas (CRD) do Broad Institute, uma biblioteca com seis mil medicamentos e compostos aprovados pela FDA.

Do total disponível, o algoritmo selecionou uma molécula que tinha forte potencial de atividade antibacteriana e com uma estrutura química diferente de qualquer antibiótico disponível. E, com outro modelo de IA, os pesquisadores comprovaram que ela teria baixa toxicidade para as células humanas.

Molécula se mostrou bastante eficaz em tratamento antibacteriano

Se você já viu “2001: Uma Odisseia no Espaço”, de Stanley Kubrick, deve lembrar de Halicin, o sistema de Inteligência Artificial do filme. Foi assim que a molécula foi batizada pelos cientistas do MIT após a descoberta.

Um fato curioso é que a Halicin já havia sido investigada como possível droga para diabetes, mas o estudo foi descontinuado por conta dos resultados inconclusivos.

No entanto, os pesquisadores do MIT a testaram contra diversas cepas bacterianas, tanto isoladas de pacientes quanto cultivadas em laboratório. O resultado foi que a Halicin se mostrou capaz de matar muitas bactérias resistentes a outros tratamentos, entre elas:

  • Acinetobacter baumannii: responsável em causar pneumonias e infecções urinárias.
  • Mycobacterium tuberculosis (bacilo de Koch): agente causador da maioria dos casos de tuberculose.
  • Clostridium difficile: responsável por doenças gastrointestinais devido ao uso de antibióticos.

Apesar disso, a Halicin não funcionou contra a Pseudomonas aeruginosa, um dos patogênicos responsáveis por infecções hospitalares.

Para testar a eficácia da Halicin em animais vivos, os pesquisadores utilizaram ratos com Acinetobacter baumannii, resistente a todos os antibióticos conhecidos. No entanto, ao aplicar uma pomada com a droga nos animais, a infecção sumiu completamente em 24 horas.

Outras moléculas podem se tornar antibióticos

Além da Halicin, os pesquisadores chegaram a utilizar novamente o algoritmo para rastrear mais moléculas com a mesma proposta. Foram identificadas 23, que foram testadas em laboratório contra cinco espécies de bactérias.

Do total, oito mostraram atividade antibacteriana e duas delas eram particularmente poderosas. Com isso, os cientistas do MIT esperam usar a tecnologia para desenvolver novos antibióticos e otimizar moléculas já existentes.

Por exemplo, o algoritmo de Machine Learning poderia ser treinado para criar recursos que iriam permitir um antibiótico atacar um alvo específico de bactéria, mas impedindo que uma bactéria benéfica seja morta pela droga.

IA ajudou a desenvolver remédio para tratamento de pacientes com TOC

A Inteligência Artificial tem tido um papel cada vez mais relevante no campo da saúde. Se antes a tecnologia era utilizada para diagnosticar doenças, agora ela passa a ajudar também no desenvolvimento de novas drogas.

Antes mesmo do MIT divulgar a Halicin, uma startup britânica, em parceria com uma empresa farmacêutica do Japão, anunciou que criou um remédio para ajudar no tratamento de pacientes com transtorno obsessivo-compulsivo (TOC).

O processo da droga foi bem semelhante ao da Halicin. A molécula DSP-1181 foi criada por algoritmos que vasculharam possíveis compostos, comparando-os com um enorme banco de dados de parâmetros. Os primeiros testes serão realizados no Japão. Contudo, se forem bem-sucedidos, ensaios globais também serão realizados.

Principais destaques desta matéria:

  • MIT anunciou um antibiótico capaz de matar superbactérias.
  • Droga foi desenvolvida a partir de um algoritmo de Inteligência Artificial.
  • Tecnologia encontrou outras moléculas que podem ser usadas para combater infecções.

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