Система искусственного интеллекта и подключенный к ней робот совершили первое серьезное научное открытие – им удалось найти новое лекарство от малярии в обычной зубной пасте, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
«Наша «коллега»-робот Ева раскрыла секрет того, как триклозан подавляет развитие малярийного плазмодия. Это дает нам надежду на то, что в ближайшем будущем нам удастся создать новые препараты, способные бороться с малярией, стойкой к действию уже существующих лекарств. Мы знаем, что триклозан безопасен для человека, и что он действует на паразита двумя разными путями, что помешает плазмодию быстро стать неуязвимым для его действия», — рассказывает Элизабет Билслэнд (Elizabeth Bilsland) из университета Кампинас (Бразилия).
В последние годы к разработке лекарств и различных биологических молекул начали активно подключаться физики и математики, использующие последние наработки в сфере своих наук для создания компьютерных систем, способных проводить тысячи экспериментов одновременно и автоматически отбирать те комбинации лекарств и прочих веществ, которые действуют на микробов или клетки тела «нужным» образом.
Сейчас ученые активно думают над внедрением различного рода систем искусственного интеллекта и методов машинного обучения в работу подобных программ, что позволит роботам самостоятельно искать и улучшать методики борьбы с микробами, раком или вирусами. К примеру, ученые из МФТИ и российско-американский медицинский стартап Insilico Medicine создали два года назад систему ИИ, способную разрабатывать лекарства от рака.
Билслэнд и ее коллеги использовали подобный подход для открытия нового лекарства от малярии, пытаясь понять, почему как ее возбудитель, малярийный плазмодий, взаимодействует с триклозаном, антибиотиком из обычной «лечебной» зубной пасты. Этот антибиотик, как объясняют биологи, подавляет размножение бактерий, мешая работе одного из их ключевых ферментов, который отвечает за сборку жировых молекул, необходимых для нормальной работы клеточных стенок микробов.
Чуть более 10 лет назад ученые обнаружили, что в некоторых случаях триклозан может убивать и возбудителей малярии, однако механизм его действия на них оставался тайной – удаление гена, на который действует этот антибиотик, никак не влияло на жизнедеятельность плазмодиев и не мешало им распространяться по организму животных. Более того, все попытки поменять структуру триклозана и повысить его активность провалились — новые версии этого вещества боролись с малярией ничуть не лучше оригинала или даже хуже, что заставило биологов забросить эту идею.
Загадку необычного поведения антибиотика смогла решить «Ева» – автоматизированная система ведения экспериментов, работой которой управлял искусственный интеллект. Она помогла ученым создать несколько тысяч новых штаммов дрожжей, в чью ДНК был пересажен один из жизненно важных генов плазмодия, и проверить, как подобная процедура влияла на вероятность выживания грибков при контакте с триклозаном.
Как оказалось, триклозан подавлял развитие малярии, мешая работе совершенно другого фермента, DHFR, отвечавшего за сборку молекул некоторых аминокислот и частей будущих «кирпичиков» ДНК. На этот же фермент действует сразу несколько других уже известных лекарств от малярии, но триклозан, в отличие от них, почти не взаимодействует с человеческой версией DHFR и не вызывает тяжелых побочных эффектов.
Ученые надеются, что их открытие позволит создать новые лекарства для борьбы с малярией в Африке и в странах Азии, где в последние годы начали распространяться новые штаммы плазмодия, почти полностью неуязвимые для действия классических лекарств от этой болезни, созданных в начале и середине 20 века.
