MIT Araştırma Laboratuvarında Yapay Zeka Yeni Bir Antibiyotik Keşfinde Kullanılıyor - Yeni DöngüYeni Döngü

2 Mart 2021 - 10:08

MIT Araştırma Laboratuvarında Yapay Zeka Yeni Bir Antibiyotik Keşfinde Kullanılıyor

MIT Araştırma Laboratuvarında Yapay Zeka Yeni Bir Antibiyotik Keşfinde Kullanılıyor
Son Güncelleme :

08 Mart 2020 - 14:15

57 views

Bir MIT araştırma grubu mikroorganizmaların artan direncine karşı savaşta, kullanılabilecek yeni bir antibiyotik bulmak için yapay zeka kullandı.

Bu  çalışmada bir makine öğrenme algoritması  kullanıldı. MIT araştırmacıları fareler üzerinde 30 günlük bir çalışma yaptılar. Yapılan çalışma sonucu   mikroorganizmalarda herhangi bir  direnç geliştirmeyen ve onlar üzerinde ölümcül etkiye sahip yeni bir antibiyotik bulundu.

Algoritma, moleküllerin bakterileri öldürmede etkili olmasını sağlayan kimyasal özellikleri aramak için FDA ‘den onay almış   doğal ve yapay  bileşikleri  içinde bulunduran  ortalama 25.000 molekül kullanarak eğitildi.

Daha sonra bilim insanları Broad Enstitüsü Uyuşturucu Drup Repurposing Hub olarak bilinen bölümde ortalama 6.000 kimyasal bileşik arasında programlanan algoritmayı test etti.

MIT Tıp Mühendisliği ve Bilim Enstitüsünde görev yapan, Tıp Mühendisliği Ve Bilimi Profesörü James Collins  bu çalışmanın amacını, antibiyotik ilaç keşfi çağında yapay zekayı da kullanarak, yeni bir çalışma alanı yaratılmasına öncülük edilmesi şeklinde tanımlıyor.

Bu çalışmaların sonucunda daha önce keşfedilenlerden daha güçlü ve etkili bir antibiyotik   molekülü ilginç bir şekilde ortaya çıktı.

Antibiyotik direnci önemli ve tehlikeli bir konudur. Piyasada kullanılan antibiyotiklere  karşı bağışıklığı olan bakteriler keşfedildi. Bunun anlamı tedavi edilebilen hastalıkların tekrar ölümcül hale gelebilmesidir.

CDC Hastalık Önleme Ve Kontrol Merkezlerinden alınan bilgiye göre antibiyotiğe direnç gösteren bakterilerin ve antibiyotiğe dirençli mantarların Amerika Birleşik Devletlerinde her yıl 2.50 milyondan daha fazla insanı enfekte ettiği ve 35.000 kişinin ölümüne yol açtığı anlaşılıyor.

Collins antibiyotik direncinin yansıtılandan daha ciddi sorunlara yol açabileceğini bildiriyor. Bu durum piyasada bulunan antibiyotiklere direnç geliştiren patojenlerin sebep olduğu hastalıkların tekrar ortaya çıkabileceği anlamına geliyor.

Söz gelimi son zamanlardaki Koronavirüs salgını geride pek çok zatüre hastası bırakabilir. Zatüre olan hastanın direnci çok düşük değilse, antibiyotikler sayesinde bu durum rahatlıkla tedavi edilir. Fakat antibiyotik dirençli bakterilerin artması nedeni ile istenilen düzeyde etkili bir tedavi sağlayamayabilir.  Bunun sonucunda sağlık hizmeti 1930’lara dönebilir. Böyle bir durumda Coronavirüs salgınının ölümcül etkisi çok daha yüksek olacaktır.

MIT‘de görevli araştırmacılar yapay zekanın birkaç günlük zaman dilimi içinde 100 milyondan fazla bileşiği kontrol ederek, bakteriler üzerinde etkili olabilecek potansiyel bileşikleri bulabildiğini belirtiyorlar. Bu hızlı tarama yeni tedaviler oluşturarak insanların yaşamlarını kurtarabilmek için gereken süreyi kısaltıyor. Böylece hastalıklar tedavi edilebilecek, sağ kalım oranları artış gösterecektir.

 

Halicin

Yukarıda bahsedilen araştırma sonucu yeni keşfedilen moleküle Halicin adı verildi. Çalışma grubu hayvan deneylerini tamamlandı. Şimdi insanların kullanımı için halicin türevleri geliştirmeyi hedefleniyor. Başka bir yapay zeka çalışmasında yapılan ön çalışmada, halisinin insanlar için çok düşük düzeyde toksisiteye sahip olabileceği açığa çıktı. Halisinin E.coli bakterine karşı etkili bir madde olduğu bildirildi. Daha sonra Halisinin çeşitli bakterileri öldürmedeki etkisi araştırıldı. Bu çalışmalar geleneksel yöntemlerle laboratuvarda yapıldı.

Çalışmaların sonunda Halisinin, bakterilerin hücre duvarında ATP üreten bir gradyanı koruma özelliğine karşı saldırdığı ve etkili olduğu saptandı. ATP bütün canlı hücreleri ayakta tutan enerji birimi olarak tanımlanabilir. Bu nedenle ATP olmadığı takdire mikroorganizma ölür.

Yapılan çalışmalarda halisinin Clostridium difficile ve Acetinobacter baumannii gibi dirençli mikroorganizmalar üzerinde  de ölümcül etkiye sahip olduğunu gösteriyor. Her 2 patojen de WHO tarafından daha önce üzerinde çalışılarak,  yok edilmesi gereken hastalık etmenleri olarak açıklanmıştır.

Halicin’den Sonra Yapılan Çalışma

Elde edilen bu başarıdan sonra bilim insanları daha büyük bileşikler içeren veri tabanı içinde çalıştılar. ZINC 15 DATABASE olarak adlandırılan program kütüphanesi kullanıldı. Bahse konu veri havuzunda

1.5 milyardan daha çok molekül bulunuyor. Tarama için 107 milyon insan üzeride çalışıldı. Bütün çalışma 4 günde tamamlandı. Geleneksel yöntemler kullanıldığında, bu çalışma ancak yıllar sonra tamamlanabilirdi. Sonuçta elde edilen 8 yeni molekülün S.aurus ve Klebsiella pneumoniae de dahil olmak üzere gruptaki bakterilerden en az 1 tanesi üzerine etkili olduğu saptanmıştır.

Gelecekte Yapılabilecekler

Bulunan bu molekül kümesinin gelecekteki çalışmalarda merkez noktası olarak tayin edilerek ileri aşama çalışmalara geçilebileceğinin altı çiziliyor.

Erken belirtilen olumlu olması nedeni ile bilim insanları bu çalışmalara çok daha umutlu yaklaşıyor. Bilim insanları bulunan sonuçların yalnızca ilk adımlar olduğunu söylüyor.  Çalışmanın ne kadar kullanışlı ve güçlü bir metot olduğu anlaşıldığına göre, araştırmanın yapay zeka yönü sürekli olarak geliştirilebilir

Potansiyel olarak anti mikrobiyel aktiviteye sahip moleküllerin arka arkaya keşfedilmesinin yolu açılabilir. Üstelik (deep learning) derin öğrenmenin algoritmaları, çok özel türleri öldürebilen moleküllerin saptanması için de kullanılabilir. Gelecekte çok daha fazla veri çok daha kısa sürede taranabilir.

Füsun Günaydın

 Kaynak

  • Ryan Daws / Healthcare / MIT Researchers Use AI To Discover A Welcome New Antibiotic /AINEWS ( Artifical Intelligence News)/ 21 February 2020
  • Ellie Harris / Scientists at MIT Have Discovered A New Antibiotic Using Artifical Intelligence / Towards Data Science / 25 February 2020 .
  • Jonatham M Stokes., Kevin Yang ve ark./ A Deep Learning Approach To Antibiotic Discovery / A cell Pres Journal /Science that inspires /Cell /21 January 2020.

YORUM YAP

YASAL UYARI! Suç teşkil edecek, yasadışı, tehditkar, rahatsız edici, hakaret ve küfür içeren, aşağılayıcı, küçük düşürücü, kaba, pornografik, ahlaka aykırı, kişilik haklarına zarar verici ya da benzeri niteliklerde içeriklerden doğan her türlü mali, hukuki, cezai, idari sorumluluk içeriği gönderen kişiye aittir.
Önceki yazıyı okuyun:
Women Will Save the World – 8 March International Women’s Day Special Speech

Year was 1857. The place was USA, New York. 40 thousand women textile workers went on a march to request...

Kapat