Artificial Intelligence (AI) dapat menjadi solusi dalam menemukan antibiotik baru yang efektif dalam membunuh bakteri yang resisten terhadap obat. Baru-baru ini, para peneliti dari MIT dan Universitas McMaster berhasil menemukan antibiotik baru yang efektif dalam membunuh bakteri yang resisten terhadap obat, terutama Acinetobacter baumannii yang sering ditemukan di rumah sakit.
Acinetobacter baumannii sering dikaitkan dengan infeksi berat seperti pneumonia dan meningitis, dan menjadi penyebab utama infeksi pada tentara yang terluka. Kenaikan jumlah bakteri yang resisten terhadap antibiotik membuat para peneliti harus mencari antibiotik baru, dan penggunaan AI dalam penemuan obat menjanjikan hasil yang besar.
Para peneliti menggunakan algoritma machine learning untuk mengevaluasi hampir 7.000 senyawa kimia dan mengidentifikasi obat yang berpotensi menghambat pertumbuhan Acinetobacter baumannii. Algoritma AI dilatih untuk mengenali pola dalam rangkaian data yang lengkap dan memprediksi sifat penghambatan senyawa kimia. Pendekatan ini memungkinkan identifikasi antibiotik baru dengan struktur kimia yang berbeda dibandingkan dengan obat yang sudah ada.
Sub-topik 1: Teknologi AI dalam Penemuan Obat
Dalam penelitiannya, tim berhasil melatih algoritma AI untuk mengidentifikasi senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan E. coli, dan berhasil menemukan sebuah molekul bernama halicin yang dapat membunuh beberapa spesies bakteri yang resisten terhadap pengobatan konvensional. Berdasarkan kesuksesan tersebut, para peneliti berfokus pada memerangi A. baumannii, yang merupakan ancaman besar karena resistensi multidrug-nya.
Untuk melatih model komputasi mereka, para peneliti mengekspos A. baumannii pada berbagai senyawa kimia dan mengamati efek penghambatannya. Algoritma AI kemudian menganalisis struktur kimia dari senyawa-senyawa ini dan belajar untuk mengaitkan fitur tertentu dengan penghambatan pertumbuhan. Selanjutnya, algoritma tersebut menganalisis lebih dari 6.000 senyawa dari Drug Repurposing Hub di Broad Institute, dengan cepat mengidentifikasi beberapa ratus kandidat teratas. Dari situ, tim memilih 240 senyawa untuk pengujian eksperimental di laboratorium, dengan memprioritaskan senyawa yang memiliki sifat yang berbeda dari antibiotik yang sudah ada.
Sub-topik 2: Antibiotik Baru yang Efektif
Hasil pengujian menghasilkan sembilan antibiotik potensial, termasuk satu senyawa yang sangat kuat. Awalnya diselidiki sebagai obat diabetes, senyawa ini efektif membunuh A. baumannii sementara tidak mempengaruhi spesies bakteri lainnya. Spektrum aktivitas yang sempit ini meminimalkan risiko dari resistensi bakteri dan mengurangi kerusakan pada bakteri baik di dalam usus yang membantu mencegah infeksi.
Para peneliti memberi nama antibiotik kuat tersebut abaucin dan mendemonstrasikan efektivitasnya dalam mengobati infeksi luka A. baumannii pada tikus. Pengujian laboratorium mengonfirmasi keefektifannya terhadap berbagai strain A. baumannii yang resisten terhadap obat, dan penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa abaucin mengganggu lipoprotein trafficking, sebuah proses seluler yang terlibat dalam transportasi protein. Terutama, abaucin memilih target A. baumannii meskipun proses ini ada pada semua bakteri Gram-negatif. Para peneliti mengemukakan bahwa perbedaan halus dalam bagaimana A. baumannii melakukan lipoprotein trafficking berkontribusi pada selektivitas obat.
Kesimpulan
Successful application of AI in identifying a novel antibiotic highlights its potential to accelerate and expand the search for effective treatments against drug-resistant bacteria. Penelitian ini mengatasi kebutuhan mendesak akan antibiotik baru dan menunjukkan kekuatan AI dalam merevolusi bidang penemuan obat. Dalam beberapa tahun terakhir, kita telah melihat peningkatan pesat dalam penggunaan AI dalam penemuan obat, dan dengan penemuan baru ini, kita dapat melihat masa depan yang cerah dalam upaya untuk melawan bakteri resisten terhadap obat.
Disarikan dari: Link