Τον τελευταίο χρόνο, έχει σημειωθεί ραγδαία αύξηση των πρωτεϊνών που έχουν αναπτυχθεί από την τεχνητή νοημοσύνη και που τελικά θα χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία όλων των ασθενειών, από τα τσιμπήματα φιδιών έως τον καρκίνο. Αυτό που κανονικά θα χρειαζόταν δεκαετίες για να δημιουργήσει ένας επιστήμονας – μια πρωτεΐνη ειδικά σχεδιασμένη για μια συγκεκριμένη ασθένεια – μπορεί πλέον να γίνει σε δευτερόλεπτα.
Για πρώτη φορά, Αυστραλοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν την τεχνητή νοημοσύνη (AI) για να δημιουργήσουν μια έτοιμη προς χρήση βιολογική πρωτεΐνη, στην περίπτωση αυτή, μια πρωτεΐνη που μπορεί να σκοτώσει βακτήρια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά, όπως το E. coli.
Η μελέτη αυτή, που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, προσφέρει έναν νέο τρόπο καταπολέμησης της αυξανόμενης κρίσης που προκαλείται από τα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά μικρόβια.
Στη μελέτη που συνυπογράφεται από τον Δρ Rhys Grinter και τον Αναπληρωτή Καθηγητή Gavin Knott, Snow Medical Fellow, οι οποίοι ηγούνται του νέου Προγράμματος Σχεδιασμού Πρωτεϊνών με AI με κόμβους στο Ινστιτούτο Bio21 του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης και στο Ινστιτούτο Ανακαλύψεων Βιοϊατρικής Monash, χρησιμοποιήθηκε η πλατφόρμα AI Protein Design, η πρώτη στην Αυστραλία που μοντελοποιεί το έργο του David Baker (ο οποίος κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Χημείας πέρυσι) αναπτύσσοντας μια ολοκληρωμένη προσέγγιση που θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα ευρύ φάσμα πρωτεϊνών.
«Αυτές οι πρωτεΐνες αναπτύσσονται τώρα ως φαρμακευτικά προϊόντα, εμβόλια, νανοϋλικά και μικροσκοπικοί αισθητήρες, με πολλές άλλες εφαρμογές που δεν έχουν ακόμη δοκιμαστεί», δήλωσε ο αναπληρωτής καθηγητής Knott.
Για τη μελέτη αυτή, η πλατφόρμα AI Protein Design χρησιμοποίησε εργαλεία σχεδιασμού πρωτεϊνών βασισμένα στην τεχνητή νοημοσύνη, τα οποία είναι ελεύθερα διαθέσιμα σε επιστήμονες σε όλο τον κόσμο.
«Είναι σημαντικό να δημοκρατικοποιηθεί ο σχεδιασμός πρωτεϊνών, ώστε ολόκληρος ο κόσμος να έχει τη δυνατότητα να αξιοποιήσει αυτά τα εργαλεία», δήλωσε ο Daniel Fox, ο διδακτορικός φοιτητής που πραγματοποίησε το μεγαλύτερο μέρος του πειραματικού έργου για τη μελέτη.
«Χρησιμοποιώντας αυτά τα εργαλεία και αυτά που αναπτύσσουμε εσωτερικά, μπορούμε να σχεδιάσουμε πρωτεΐνες που να συνδέονται με έναν συγκεκριμένο στόχο ή προσδέτη, ως αναστολείς, αγωνιστές ή ανταγωνιστές, ή να κατασκευάσουμε ένζυμα με βελτιωμένη δραστηριότητα και σταθερότητα».
Σύμφωνα με τον Δρ Grinter, οι πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη θεραπεία ασθενειών όπως ο καρκίνος ή οι λοιμώξεις προέρχονται από τη φύση και επαναχρησιμοποιούνται μέσω ορθολογικού σχεδιασμού ή in vitro εξέλιξης και επιλογής. «Αυτές οι νέες μέθοδοι βαθιάς μάθησης επιτρέπουν τον αποτελεσματικό σχεδιασμό πρωτεϊνών με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και λειτουργίες, μειώνοντας το κόστος και επιταχύνοντας την ανάπτυξη νέων πρωτεϊνικών συνδετικών και μηχανικών ενζύμων», δήλωσε.
