ИИ впервые помог создать вирусы для лечения человека

Бактериофаги — это вирусы, которые заражают бактерии и размножаются внутри них. В отличие от антибиотиков широкого спектра действия, они могут воздействовать на определенные бактерии, не затрагивая значительную часть полезной микрофлоры.

Созданный с помощью ИИ коктейль бактериофагов сначала испытали в лаборатории. Он уничтожил выделенный у пациента штамм бактерий, устойчивых к антибиотикам. После этого экспериментальную терапию применили в рамках программы гуманитарного использования под наблюдением врачей.

Radical Numerics не раскрывает подробности состояния пациента и результаты лечения, чтобы защитить его конфиденциальность. Компания также отмечает, что экспериментальная терапия не одобрена для широкого клинического применения. Один случай не позволяет сделать выводы об общей безопасности и эффективности метода.

Как ИИ создает вирусы против бактерий

Для разработки бактериофагов компания использовала Omnii-1 — модель искусственного интеллекта, обученную анализировать генетические последовательности и взаимодействие вирусов с бактериями.

Модель помогает создавать новые варианты бактериофагов и прогнозировать, какие из них могут воздействовать на определенные бактериальные штаммы. Это важно для персонализированной фаготерапии, при которой лечение подбирают с учетом бактерий, вызвавших инфекцию у конкретного пациента.

Сегодня поиск подходящих бактериофагов во многом зависит от лабораторных исследований. Ученые проверяют существующие коллекции вирусов и, если подходящих вариантов нет, могут разрабатывать новые. Этот процесс требует времени, особенно когда инфекция устойчива к нескольким антибиотикам.

ИИ может ускорить поиск перспективных кандидатов и помочь исследователям отбирать варианты для дальнейших испытаний.

Какие результаты показала модель Omnii-1

Radical Numerics проверила возможности модели на примере бактериофага T7, который поражает бактерии E. coli.

В одном из экспериментов исследователи оценили, удается ли получать жизнеспособные варианты вируса после изменения его генетической последовательности. Среди вариантов с 11–15 аминокислотными изменениями удалось восстановить 69,9% разработанных моделью бактериофагов. Для случайно измененных контрольных последовательностей показатель составил 4,8%.

В другом эксперименте модель помогала выбирать варианты с высокой активностью против разных бактериальных штаммов. Среди 100 наиболее перспективных кандидатов для двух штаммов 97 и 96 соответственно превысили установленный исследователями порог активности.

Эти результаты показывают потенциал ИИ для разработки бактериофагов, однако относятся к лабораторным исследованиям и не доказывают эффективность лечения у людей.

Почему это важно для медицины

Устойчивость бактерий к антибиотикам остается одной из серьезных проблем здравоохранения. По данным исследования Global Burden of Disease, опубликованного в журнале The Lancet, в 2021 году с бактериальной устойчивостью к противомикробным препаратам были связаны около 4,7 миллиона смертей во всем мире. Согласно прогнозу исследователей, в период с 2025 по 2050 год устойчивость к антибиотикам может стать причиной почти 40 миллионов смертей.

Бактериофаги рассматриваются как один из возможных подходов к борьбе с такими инфекциями, особенно когда стандартное лечение не помогает. Однако подобрать вирус, который будет эффективно действовать против конкретной бактерии, непросто.

Radical Numerics планирует развивать Omnii-1 для создания персонализированной фаготерапии и сотрудничать с исследователями, клиниками и медицинскими центрами. Для широкого применения технологии потребуются дальнейшие лабораторные исследования, клинические испытания и проверка безопасности.