人工智能驅動的抗生素突破為藥物開發帶來希望
德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員利用人工智能開發出了一種很有前景的新型抗生素,在解決抗生素耐藥性方面取得了重大進展。
這項研究發表在《自然生物醫學工程》雜志上,標志著在創造更安全、更有效的治療方法方面邁出了重要一步。
研究團隊采用了類似于 ChatGPT 背后的技術的大型語言模型 (LLM) 來重新設計 Protegrin-1。這種強效抗生素由豬自然產生,可以有效殺細菌,但之前性太大,不適合人類使用。
通過修改 Protegrin-1,研究人員旨在保留其抗菌特性,同時消除其對人體細胞的有害影響。
為了實現這一目標,該團隊通過高通量方法生成了 7,000 多種 Protegrin-1 變體,使他們能夠快速識別哪些修改可以增強安全性。然后,他們利用 LLM 評估這些變體是否有能力選擇性地靶向細菌膜、有效殺細菌并避免人類紅細胞。這種 AI 引導的方法促成了一種精制版本,稱為細菌選擇性 Protegrin-1.2 (bsPG-1.2)。
在初步動物試驗中,接受 bsPG-1.2 治療并感染了耐多藥細菌的小鼠在六小時內器官中的細菌水平顯著降低。這些令人鼓舞的結果表明 bsPG-1.2 有可能進入人體試驗階段。
綜合生物學教授、該研究的共同資深作者克勞斯威爾克 (Claus Wilke) 強調了人工智能對藥物開發的變革性影響。
“大型語言模型正在徹底改變蛋白質和多肽工程,使開發新藥和更有效地改進現有藥物成為可能。這項技術不僅可以識別潛在的新治療方法,還可以加快其臨床應用的進程,”威爾克說。
這一突破凸顯了如何利用人工智能來應對重大健康挑戰。
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