Για δεκαετίες, πολλές σοβαρές ασθένειες θεωρούνταν πρακτικά ανίατες. Σήμερα όμως η τεχνητή νοημοσύνη (AI) φαίνεται να ανοίγει έναν εντελώς νέο δρόμο στην ανακάλυψη φαρμάκων, επιτρέποντας στους επιστήμονες να εντοπίζουν νέες θεραπείες με ταχύτητα και ακρίβεια που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν αδύνατες.
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της σύγχρονης ιατρικής είναι η αντοχή των βακτηρίων στα αντιβιοτικά. Τα φάρμακα που για δεκαετίες αποτελούσαν το βασικό όπλο κατά των λοιμώξεων γίνονται όλο και λιγότερο αποτελεσματικά, καθώς τα βακτήρια αναπτύσσουν μηχανισμούς αντίστασης.
Σήμερα περίπου 1,1 εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν κάθε χρόνο από λοιμώξεις που στο παρελθόν αντιμετωπίζονταν εύκολα. Οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι χωρίς νέες θεραπείες ο αριθμός αυτός μπορεί να ξεπεράσει τα οκτώ εκατομμύρια ετησίως έως το 2050.
Η ανάπτυξη νέων αντιβιοτικών όμως είναι εξαιρετικά αργή και δαπανηρή διαδικασία. Μεταξύ 2017 και 2022 εγκρίθηκαν μόλις 12 νέα αντιβιοτικά, τα περισσότερα από τα οποία είναι παρόμοια με ήδη υπάρχοντα φάρμακα, στα οποία τα βακτήρια έχουν αρχίσει να αναπτύσσουν αντοχή.
Σε αυτό το σημείο μπαίνει στο παιχνίδι η τεχνητή νοημοσύνη. Ο καθηγητής ιατρικής μηχανικής Τζέιμς Κόλινς από το MIT και η ομάδα του χρησιμοποίησαν αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης για να αναλύσουν τεράστιες βιβλιοθήκες χημικών ενώσεων και να εντοπίσουν νέες ουσίες με αντιβακτηριακή δράση.
Η ομάδα εκπαίδευσε ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης να αναγνωρίζει τα χαρακτηριστικά των γνωστών αντιβιοτικών. Στη συνέχεια το σύστημα ανέλυσε περισσότερες από 45 εκατομμύρια χημικές δομές για να εντοπίσει ενώσεις που θα μπορούσαν να καταπολεμήσουν δύο ιδιαίτερα ανθεκτικά βακτήρια: το Neisseria gonorrhoeae, που προκαλεί τη γονόρροια, και το Staphylococcus aureus, υπεύθυνο για τις λοιμώξεις MRSA.
Με τη βοήθεια της AI δημιουργήθηκαν συνολικά 36 εκατομμύρια πιθανές ενώσεις. Από αυτές, οι ερευνητές επέλεξαν 24 για εργαστηριακή σύνθεση. Επτά παρουσίασαν αντιμικροβιακή δράση και δύο αποδείχθηκαν ιδιαίτερα αποτελεσματικές ακόμη και απέναντι σε βακτήρια ανθεκτικά στα υπάρχοντα φάρμακα.
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι αυτές οι ενώσεις θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια νέα κατηγορία αντιβιοτικών που θα παρακάμπτουν τους μηχανισμούς άμυνας των βακτηρίων.
Η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται όμως και σε άλλες δύσκολες ασθένειες, όπως η νόσος Πάρκινσον. Παρότι η ασθένεια περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1817, ακόμη δεν υπάρχει θεραπεία που να επιβραδύνει την εξέλιξή της.
Περισσότεροι από 10 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως ζουν με Πάρκινσον, ενώ ο αριθμός αυξάνεται λόγω της γήρανσης του πληθυσμού.
Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ χρησιμοποίησε αλγόριθμους μηχανικής μάθησης για να εντοπίσει χημικές ενώσεις που θα μπορούσαν να στοχεύσουν τις συσσωρεύσεις λανθασμένα αναδιπλωμένων πρωτεϊνών στον εγκέφαλο, γνωστές ως σωμάτια Lewy, οι οποίες θεωρούνται βασικός παράγοντας της νόσου.
Η τεχνητή νοημοσύνη επέτρεψε στους επιστήμονες να εξετάσουν δισεκατομμύρια πιθανά μόρια μέσα σε λίγες ημέρες – μια διαδικασία που με παραδοσιακές μεθόδους θα απαιτούσε μήνες ή ακόμη και χρόνια.
Από την ανάλυση προέκυψαν πέντε νέες υποψήφιες ενώσεις που πλέον εξετάζονται σε περαιτέρω πειράματα για να διαπιστωθεί αν μπορούν να εξελιχθούν σε θεραπείες.
Παράλληλα, η τεχνητή νοημοσύνη χρησιμοποιείται και για την ανακάλυψη νέων χρήσεων για ήδη υπάρχοντα φάρμακα. Με τη σύγκριση χιλιάδων φαρμάκων με χιλιάδες ασθένειες, οι αλγόριθμοι μπορούν να εντοπίσουν απρόσμενες θεραπευτικές εφαρμογές.
Σε μία μελέτη της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ, μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης εντόπισαν σχεδόν 8.000 εγκεκριμένα φάρμακα που θα μπορούσαν θεωρητικά να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία περίπου 17.000 διαφορετικών ασθενειών.
Η προσέγγιση αυτή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική για τις σπάνιες παθήσεις, οι οποίες συχνά παραμελούνται από τη φαρμακοβιομηχανία λόγω μικρού αριθμού ασθενών.
Παρά τις εντυπωσιακές δυνατότητες, οι ειδικοί τονίζουν ότι η τεχνητή νοημοσύνη δεν αποτελεί ακόμη πανάκεια. Η ανάπτυξη ενός φαρμάκου παραμένει μια μακρά διαδικασία που περιλαμβάνει χρόνια δοκιμών και κλινικών μελετών.
Ωστόσο, πολλοί επιστήμονες εκτιμούν ότι μέσα στην επόμενη δεκαετία η πλειονότητα των νέων φαρμάκων θα αναπτύσσεται με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης.
Όπως σημειώνουν, η τεχνολογία αυτή δεν αντικαθιστά τους ερευνητές – αλλά τους δίνει τη δυνατότητα να ανακαλύπτουν θεραπείες που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν αδύνατες.
Με πληροφορίες από το BBC
