Искусственный интеллект создал новые антибиотики, эффективные против устойчивых бактерий
Исследователи из Пенсильванского университета представили AMP-Diffusion — инструмент генеративного ИИ, который создал десятки тысяч новых антимикробных пептидов (AMP). В испытаниях на животных модели самые эффективные из них показали результат, сопоставимый с одобренными FDA препаратами, без обнаруживаемых побочных эффектов.
Это демонстрирует, что ИИ может не просто находить, но и изобретать кандидаты в антибиотики с нуля.
"Набор данных природы конечен; с помощью ИИ мы можем создавать антибиотики, которые эволюция не пробовала", — говорит Сезар де ла Фуэнте, старший соавтор статьи.
Как работает AMP-Diffusion
Модель основана на принципе диффузии: она начинает со случайного "шума" (последовательности аминокислот) и итеративно уточняет его, пока не получится осмысленная структура.
Ключевое отличие AMP-Diffusion: вместо обучения с нуля она строится на ESM-2 — языковой модели от Meta, обученной на сотнях миллионов природных белковых последовательностей. Это даёт AMP-Diffusion готовое "ментальное представление" биологии, позволяя быстрее генерировать реалистичные и потенциально эффективные пептиды.
От дизайна к лекарству
- Генерация: AMP-Diffusion создала последовательности для ~50 000 кандидатов.
- Фильтрация: Инструмент ИИ APEX 1.1 (разработанный лабораторией де ла Фуэнте) отранжировал кандидатов по предсказанной эффективности, уникальности и разнообразию.
- Тестирование: После синтеза 46 наиболее перспективных пептидов их протестировали на клетках человека и животных моделях.
- Результат: Два пептида при лечении кожных инфекций у мышей показали эффективность на уровне препаратов левофлоксацина и полимиксина B, без побочных эффектов.
"Это доказывает, что генеративный ИИ может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам", — отмечает Пранама Чаттерджи, старший соавтор.
Будущее и цели
Исследователи планируют усовершенствовать AMP-Diffusion, чтобы она могла создавать пептиды с заданными свойствами, например, для лечения конкретных бактериальных инфекций.
"В конечном итоге наша цель — сократить срок открытия антибиотиков с лет до дней", — заявляет Сезар де ла Фуэнте.