목요일 과학저널인 Nature Chemical Biology에 발표된 새로운 연구에 따르면 McMaster University와 Massachusetts Institute of Technology의 과학자 그룹이 치명적인 병원 슈퍼버그를 죽이는 데 사용할 수 있는 새로운 항생제를 발견 했다.
문제의 슈퍼버그는 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii) 로, 세계보건기구(WHO)는 인간 건강에 "가장 큰 위협"을 가하는 박테리아군인 "우선 병원균" 중에서 "심각한" 위협으로 분류했다.
WHO에 따르면 박테리아는 치료에 저항하는 새로운 방법을 찾는 내장된 능력을 가지고 있으며 다른 박테리아도 약물 내성이 되도록 하는 유전 물질을 전달할 수 있다.
baumannii는 병원, 요양원, 인공호흡기와 혈액 카테터가 필요한 환자, 수술로 인한 열린 상처가 있는 환자에게 위협이 된다.
박테리아는 환경 표면과 공유 장비에서 장기간 살 수 있으며 종종 오염된 손을 통해 퍼질 수 있다. 혈액 감염 외에도 A baumannii는 요로와 폐에 감염을 일으킬 수 있다.
질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention) 에 따르면 박테리아는 감염이나 증상을 일으키지 않고 환자에게 "식민화"되거나 살 수 있다.
목요일의 연구에 따르면 연구원들은 새로운 구조적 클래스를 예측하기 위해 수천 개의 항균 분자를 스크리닝하기 위해 AI알고리즘을 사용했다. AI 스크리닝 결과 연구진은 아바우신(abaucin)이라는 새로운 항균 화합물을 식별할 수 있었다.
“우리는 어떤 화학 물질이 많은 박테리아를 죽일 수 있고 어떤 것이 그렇지 않은지에 대해 알려주는 수많은 데이터를 가지고 있었다. 내 임무는 이 모델을 훈련시키는 것이었고, 이 모델이 하게 될 모든 것은 기본적으로 새로운 분자가 항균 특성을 가질지 여부를 알려주는 것입니다.”라고 연구에 참여한 MacMaster University의 대학원생인 Gary Liu가 말했다.
"그러면 기본적으로 이를 통해 약물 발견 파이프라인의 효율성을 높이고 우리가 진정으로 관심을 갖고 싶은 모든 분자를 연마할 수 있습니다."라고 그는 덧붙였다.
과학자들은 AI모델을 훈련시킨 후 이를 사용하여 이전에 접하지 못했던 6,680개의 화합물을 분석했다. 분석은 1시간 30분이 걸렸고 결국 수백 개의 화합물을 생성했으며 그 중 240개는 실험실에서 테스트되었다. 실험실 테스트는 궁극적으로 아바우신을 포함하여 9가지 잠재적인 항생제를 밝혀냈다.
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그런 다음 과학자들은 생쥐의 상처 감염 모델에서 A baumannii 에 대한 새로운 분자를 테스트했고 분자가 감염을 억제한다는 것을 발견했다.
"이 연구는 새로운 항생제를 찾는 기계 학습의 이점을 검증한다.
"AI를 사용하면 화학 공간의 광대한 영역을 빠르게 탐색할 수 있어 근본적으로 새로운 항균 분자를 발견할 가능성이 크게 높아집니다."라고 그는 말했다.
"우리는 광범위한 항생제가 최적이 아니며 병원균이 우리가 가하는 모든 트릭에 진화하고 적응할 수 있는 능력이 있다는 것을 알고 있다. AI 방법은 우리가 새로운 항생제를 발견하는 속도를 크게 높일 수 있는 기회를 제공하며 우리는 그것을 할 수 있다. 저렴한 비용으로. 이것은 새로운 항생제를 탐색하는 중요한 방법입니다.”라고 그는 덧붙였다.
