Fra kode til kur: Sådan opfinder AI-genererede antibiotika på Wyss Institute nye våben mod resistent gonoré

Truslen fra multiresistent Neisseria gonorrhoeae har tvunget forskere til at droppe den traditionelle, langsommelige lægemiddeludvikling til fordel for kunstig intelligens. På Harvard Universitys Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering har et team ledet af professor Jim Collins, i samarbejde med kolleger på MIT og Broad Institute, opnået en række gennembrud. De screener ikke blot eksisterende stofbiblioteker – de opfinder helt nye antibiotika fra bunden ved hjælp af generativ dybdelæring [8, 9, 52].

Sådan brugte Wyss Institute generativ AI til at skabe nye antibiotika

Collins-laboratoriets seneste arbejde, publiceret i det anerkendte tidsskrift Cell, beskriver en tostrenget generativ AI-ramme til design af antibiotika mod lægemiddelresistent N. gonorrhoeae og Staphylococcus aureus (MRSA) [7, 8]. Teamet brugte graf neurale netværk til systematisk at evaluere mere end 100 millioner kemiske fragmenter in silico – altså i computersimulationer – og forudsige, hvilke molekylære grundstrukturer der havde en selektiv antibakteriel effekt mod de to specifikke patogener . Derefter brugte de såkaldte variationsautoencodere og genetiske algoritmer til at udbygge disse lovende fragmenter til større, funktionelle molekyler med lægemiddellignende egenskaber [7, 8].

Modellerne designede tilsammen over 36 millioner potentielle kemiske forbindelser. Forskerne filtrerede dem efter forudsagt antibiotisk aktivitet, lav toksicitet og mulighed for at blive syntetiseret i laboratoriet [8, 16]. Til sidst udvalgte og fremstillede de 24 af de mest lovende AI-skabte molekyler og testede dem. Syv af forbindelserne viste antibakteriel aktivitet, og to førende kandidater – døbt NG1 (målrettet gonoré) og DN1 (målrettet MRSA) – demonstrerede stærk bakteriedræbende effekt mod multiresistente stammer i både laboratorie- og dyreforsøg [8, 7, 55]. Disse molekyler er strukturelt forskellige fra alle eksisterende antibiotika og ser ud til at virke via nye mekanismer, der ødelægger bakteriernes cellemembraner .

Et afgørende punkt er, at arbejdet på Wyss Institute og MIT ikke stopper ved laboratorie- og dyreforsøg. Collins har forklaret, at han har samarbejdet direkte med Wyss Institutes stifter, Donald Ingber, om at **bruge instituttets