Dirbtinio intelekto technologija paspartina naujų tuberkuliozės vaistų kandidatų atradimą

Dirbtinio intelekto technologija paspartina naujų tuberkuliozės vaistų kandidatų atradimą

Tuberkuliozė yra rimta pasaulinė grėsmė sveikatai, kuria 2022 m. užsikrėtė daugiau nei 10 milijonų žmonių. Per orą ir į plaučius patogenas, sukeliantis tuberkuliozę, sukelia lėtinį kosulį, krūtinės skausmą, nuovargį, karščiavimą ir svorio mažėjimą. Nors kitose pasaulio dalyse infekcijos plinta, rimtas tuberkuliozės protrūkis Kanzase nusinešė dvi mirtis ir tapo vienu didžiausių Jungtinėse Valstijose.

Nors tuberkuliozė paprastai gydoma antibiotikais, dėl vaistams atsparių padermių atsiradimo skubiai reikia naujų vaistų kandidatų.

Naujas tyrimas, paskelbtasNacionalinės mokslų akademijos darbaiAprašomas naujas dirbtinio intelekto panaudojimas siekiant nustatyti kandidatus į antimikrobinius junginius, kurie galėtų būti sukurti į naujus tuberkuliozės gydymo būdus. Tyrimui vadovavo mokslininkai iš Kalifornijos universiteto San Diego, Linnaeus Bioscience Inc. ir Sietlo vaikų tyrimų instituto Pasaulinių infekcinių ligų tyrimų centro.

Linnaeus Bioscience yra San Diege įsikūrusi biotechnologijų įmonė, įkurta remiantis UC San Diego Biologijos mokslų mokyklos laboratorijų laboratorijose sukurta technologija, kurią sukūrė profesorius Joe Pogliano ir dekanas Kit Pogliano. BCP (Bakterijų citologinio profiliavimo) metodas yra trumpas būdas suprasti, kaip veikia antibiotikai, greitai nustatant pagrindinius jų mechanizmus.

Naujų vaistų nuo tuberkuliozės taikinių paieška naudojant tradicinius laboratorinius metodus istoriškai pasirodė sudėtinga ir atima daug laiko, iš dalies dėl to, kad sunku suprasti, kaip veikia nauji vaistai.Mycobacterium tuberculosisligą sukelianti bakterija.

NaujasisPNATyrime aprašomas "MycOBCP" - naujos kartos technologijos, sukurtos finansuojant Gateso fondo, kūrimas. Naujasis metodas pritaiko BCP prie gilaus mokymosi – dirbtinio intelekto tipo, kuris naudoja į smegenis panašius neuroninius tinklus, kad įveiktų tradicinius iššūkius ir atvertų naujas perspektyvas.Mycobacterium tuberculosisląstelės.

Tai pirmas kartas, kai tokio tipo vaizdo analizė naudojant mašininį mokymąsi ir dirbtinį intelektą buvo pritaikyta bakterijoms tokiu būdu. Tuberkuliozės vaizdus iš esmės sunku interpretuoti žmogaus akiai ir tradiciniais laboratoriniais matavimais. Mašininis mokymasis yra daug jautresnis, kai reikia atpažinti formų ir modelių skirtumus, kurie yra svarbūs norint atskleisti pagrindinius mechanizmus. “

Joe Pogliano, straipsnio bendraautorius, Molekulinės biologijos katedros profesorius

Per dvejus kūrimo metus pagrindiniai autoriai Diana Quach ir Joseph Sugie sukūrė MycobCP technologiją, mokydami KI Shu Chien-Gene Lay Bioinžinerijos katedros ir baigę podoktorantūros paskyrimus Pogliano laboratorijose Molekulinės biologijos katedroje).

„Tuberkuliozės ląstelės yra sulipusios ir atrodo, kad visada laikosi arti viena kitos, todėl atrodė, kad neįmanoma nustatyti ląstelių ribų“, – sakė Linnaeus Bioscience vyriausiasis technologijų pareigūnas Sugie. „Vietoj to, mes iškart nusprendėme, kad kompiuteris už mus analizuotų vaizdų modelius.

Linnaeus kartu su tuberkuliozės eksperte Tanya Parish iš Sietlo vaikų tyrimų instituto sukūrė mikobakterijų BCP. Naujoji sistema jau gerokai paspartino komandos TB tyrimų galimybes ir padėjo nustatyti optimalius junginius kandidatus vaistų kūrimui.

„Svarbi naujų vaistų kandidatų tobulinimo dalis yra apibrėžti, kaip jie veikia, o tai buvo techniškai sudėtinga ir reikalauja laiko“, – sakė tyrimo bendraautorė Parish. „Ši technologija išplečia ir pagreitina mūsų gebėjimą tai padaryti, todėl galime nustatyti, kurioms molekulėms dirbti pagal prioritetą, atsižvelgiant į tai, kaip jos veikia.M. Tuberkuliozė. “

UC San Diego Biotech Spinoffs sprendžia pasaulinį sveikatos iššūkį

„Linnaeus Bioscience“ buvo sukurta 2012 m. kartu su UC San Diego, kuri pažadėjo pakeisti antibiotikų veikimo veidą.

"Mes sukūrėme bakterijų citologinį profiliavimą ir tai leido mums pažvelgti į bakterijų ląsteles naujais būdais", - sakė Joe Pogliano. „Tai leido mumsTikrai mataiKaip ląstelės susiduria su gydymu antibiotikais, kad galėtume interpretuoti jų pagrindinius mechanizmus. Šį metodą apibūdiname kaip lygiavertį bakterinės ląstelės skrodimui. “

„Linnaeus Bioscience“ įsteigimas San Diego biotechnologijų regioniniame centre leido Joe ir Kit Pogliano pateikti BCP technologiją į rinką, kur kitos įmonės galėtų ją pasiekti. Dabar bendrovė gauna mėginius iš viso pasaulio, kad galėtų greitai analizuoti ir nustatyti naujų bakterinių vaistų kandidatus.

Pogliano dėkoja biotechnologijų bendruomenei, ypač ankstyviesiems įmonės namams San Diego JLABS inkubatoriuje, už paramą ankstyvosios stadijos biotechnologijų įmonėms, kurios yra labai svarbios įmonės augimui ir sėkmei.

„Mes nebūtume galėję paleisti Linnaeus Bioscience, jei ne JLABS palaikoma biotechnologijų bendruomenė ir infrastruktūra“, - sakė Pogliano. „Visi Linnaeus darbuotojai gavo daktaro laipsnius iš UC San Diego.

Be Quacho, Pogliano ir Sugie, laikraštyje bendradarbiauja Marcas Sharpas, Sara Ahmed, Lauren Ames, Amala Bhagwat, Aditi Deshpande ir Tanya Parish.

Šaltiniai: