Μια νέα προσέγγιση στη μάχη κατά των υπερμικροβίων που δεν ανταποκρίνονται στα αντιβιοτικά επιχειρεί να ανοίξει η αμερικανική start-up Radical Numerics, η οποία ανακοίνωσε ότι χορήγησε σε άνθρωπο έναν εξατομικευμένο ιό σχεδιασμένο με Τεχνητή Νοημοσύνη, σύμφωνα με τον Independent.
Η θεραπεία, με την ονομασία Omnii-1, βασίζεται στους βακτηριοφάγους, δηλαδή ιούς που προσβάλλουν συγκεκριμένα βακτήρια. Ωστόσο, η ανακοίνωση της εταιρείας δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί μέσω επιστημονικής δημοσίευσης με αξιολόγηση από ομοτίμους. Εφόσον οι ισχυρισμοί επιβεβαιωθούν, θα πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στην αξιοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης για τον σχεδιασμό θεραπειών κατά βακτηριακών λοιμώξεων.
Το διακύβευμα είναι μεγάλο, καθώς η μικροβιακή αντοχή αποτελεί αυξανόμενη απειλή για τη δημόσια υγεία. Σύμφωνα με εκτιμήσεις, τα βακτήρια που είναι ανθεκτικά στα αντιβιοτικά θα μπορούσαν να συνδεθούν με σχεδόν 40 εκατομμύρια θανάτους έως το 2050.
Πώς οι βακτηριοφάγοι στοχεύουν τα επικίνδυνα βακτήρια
Σήμερα, η ανάπτυξη θεραπειών με βακτηριοφάγους μπορεί να είναι μια επίπονη και χρονοβόρα διαδικασία. Οι ερευνητές αναζητούν σε μεγάλες συλλογές ιών, πολλοί από τους οποίους προέρχονται από το περιβάλλον, εκείνους που μπορούν να αντιμετωπίσουν το συγκεκριμένο βακτηριακό στέλεχος που προκαλεί τη λοίμωξη ενός ασθενούς.
Η διαδικασία ξεκινά με τη λήψη δείγματος από τον ασθενή, ώστε να ταυτοποιηθεί το υπεύθυνο βακτήριο και να εντοπιστούν ή να σχεδιαστούν βακτηριοφάγοι που μπορούν να το εξουδετερώσουν. Καθοριστικό ρόλο παίζουν τα γενετικά χαρακτηριστικά του ιού και η ικανότητά του να αναγνωρίζει και να προσβάλλει το συγκεκριμένο παθογόνο.
Οι βακτηριοφάγοι δρουν σε διαδοχικά στάδια: αρχικά προσδένονται σε συγκεκριμένους υποδοχείς στην επιφάνεια του βακτηρίου, στη συνέχεια εισάγουν το γενετικό τους υλικό και αξιοποιούν τον μηχανισμό του κυττάρου για να πολλαπλασιαστούν. Τελικά, προκαλούν τη διάρρηξη του βακτηριακού κυττάρου, απελευθερώνοντας νέους ιούς.
Η εξειδίκευσή τους αποτελεί ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα αυτής της θεραπευτικής προσέγγισης. Επειδή κάθε βακτηριοφάγος προσβάλλει συγκεκριμένα είδη ή στελέχη βακτηρίων, μπορεί να περιορίσει τη βλάβη στους ωφέλιμους μικροοργανισμούς του εντέρου, οι οποίοι συχνά επηρεάζονται από τα αντιβιοτικά ευρέος φάσματος.
Εξατομικευμένοι βακτηριοφάγοι με τη βοήθεια της AI
Η Radical Numerics υποστηρίζει ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιταχύνει σημαντικά τη δημιουργία βακτηριοφάγων, σχεδιασμένων ειδικά για τις ανάγκες κάθε ασθενούς. Στόχος είναι να περιοριστεί ο χρόνος που απαιτείται για τον εντοπισμό ή την ανάπτυξη ενός ιού ικανού να αντιμετωπίσει μια συγκεκριμένη βακτηριακή λοίμωξη.
Σύμφωνα με την εταιρεία, στην πρώτη κλινική εφαρμογή παγκοσμίως βακτηριοφάγων σχεδιασμένων με τεχνητή νοημοσύνη, παραλλαγές που δημιουργήθηκαν από το μοντέλο Omnii-1 χορηγήθηκαν σε ασθενή με λοίμωξη ανθεκτική στα αντιβιοτικά. Η θεραπεία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο εγκεκριμένης διαδικασίας κατ’ εξαίρεση θεραπευτικής χρήσης, υπό την ευθύνη γιατρού.
Η εταιρεία χαρακτήρισε την εξέλιξη ένα πρώτο βήμα προς την αξιοποίηση του σχεδιασμού γονιδιωμάτων με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης για την ανάπτυξη εξατομικευμένων θεραπειών.
Πώς εκπαιδεύεται το μοντέλο Omnii-1
Όπως εξηγεί η Radical Numerics, το μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης εκπαιδεύεται σε γενετικές αλληλουχίες και γονιδιώματα βακτηριοφάγων, καθώς και σε δεδομένα από προηγούμενες μετρήσεις των αλληλεπιδράσεών τους με τα βακτήρια-ξενιστές. Με βάση αυτά τα στοιχεία, μπορεί να εντοπίζει υπάρχοντες υποψήφιους ιούς αλλά και να σχεδιάζει νέες παραλλαγές για συγκεκριμένες θεραπευτικές ανάγκες.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνθέτουν τις παραλλαγές που προτείνει το μοντέλο και ελέγχουν κατά πόσο μπορούν να ανακτηθούν στο εργαστήριο και να δράσουν εναντίον διαφορετικών βακτηριακών στελεχών.
Η «ανάκτηση» αποτελεί ένδειξη ότι ο σχεδιασμένος ιός μπορεί να παραχθεί και να καταστεί λειτουργικός στο εργαστήριο. Παράλληλα, οι δοκιμές δραστικότητας δείχνουν πόσο αποτελεσματικά μπορεί να προσβάλει τα βακτήρια-στόχους. Τα αποτελέσματα αξιοποιούνται στη συνέχεια για τη βελτίωση των επόμενων κύκλων μοντελοποίησης και σχεδιασμού.
Η εταιρεία αναφέρει ότι η θεραπεία χορηγήθηκε σε ασθενή για τον οποίο είχαν απομείνει ελάχιστες επιλογές αντιμετώπισης της λοίμωξης. Δεν έδωσε, ωστόσο, περισσότερες πληροφορίες για την πορεία του ασθενούς ή για την αποτελεσματικότητα της θεραπείας, επικαλούμενη την προστασία της ιδιωτικότητάς του.
(Με πληροφορίες από Independent)
