Un nouveau type d’antibiotique, découvert grâce à l’intelligence artificielle, pourrait vaincre un superbactérie dangereuse

CNN
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En utilisant l’intelligence artificielle, les chercheurs disent avoir trouvé un nouveau type d’antibiotique qui agit contre une bactérie particulièrement menaçante et résistante aux médicaments.

Lorsqu’ils ont testé l’antibiotique sur la peau de souris infectées expérimentalement par la superbactérie, il a contrôlé la croissance de la bactérie, suggérant que la méthode pourrait être utilisée pour créer des antibiotiques adaptés pour lutter contre d’autres agents pathogènes résistants aux médicaments.

De plus, le composé identifié par l’IA a fonctionné d’une manière qui n’a bloqué que l’agent pathogène problématique. Il ne semble pas tuer les nombreuses autres espèces de bactéries bénéfiques qui vivent dans l’intestin ou sur la peau, ce qui en fait un agent rare et étroitement ciblé.

Si plus d’antibiotiques fonctionnaient précisément, selon les chercheurs, cela pourrait empêcher les bactéries de devenir résistantes en premier lieu.

L’étude a été publié dans la revue Nature Chemical Biology.

“C’est incroyablement prometteur”, a déclaré le Dr Cesar de la Fuente, professeur adjoint à la Perlman School of Medicine de l’Université de Pennsylvanie, qui utilise également l’IA pour trouver de nouveaux traitements mais n’a pas participé à la nouvelle recherche.

De la Fuente affirme que ce type d’approche pour trouver de nouveaux médicaments est un domaine émergent que les chercheurs testent depuis environ 2018. Cela réduit considérablement le temps nécessaire pour trier des milliers de composés prometteurs.

“Je pense que l’IA, comme nous l’avons vu, peut être appliquée avec succès dans de nombreux domaines, et je pense que la découverte de médicaments est en quelque sorte la prochaine frontière.”

Pour l’étude, les chercheurs se sont concentrés sur la bactérie Actinetobacter baumanii. Il traîne dans les hôpitaux et autres établissements de soins de santé, s’accrochant à des surfaces comme les poignées de porte et les comptoirs. Parce qu’il est capable de récupérer des morceaux d’ADN d’autres organismes avec lesquels il entre en contact, il peut incorporer leurs meilleures armes : des gènes qui les aident à résister aux agents que les médecins utilisent pour les traiter.

« C’est ce que nous appelons en laboratoire un agent pathogène professionnel », a déclaré Jon Stokes, l’un des chercheurs et professeur adjoint de biochimie et de sciences biomédicales à l’Université McMaster à Hamilton, en Ontario.

Cette espèce provoque des infections cutanées, sanguines ou respiratoires difficiles à traiter. Les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis dit en 2019 qu’Acinetobacter baumanii les infections étaient « du plus grand besoin » de nouveaux types d’antibiotiques pour les traiter.

UN étude récente des patients hospitalisés atteints d’infections à Actinetobacter baumanii résistantes même aux puissants antibiotiques carbapénèmes ont constaté qu’un sur quatre était décédé dans le mois suivant leur diagnostic.

Pour la nouvelle étude, Stokes et le laboratoire se sont associés à des chercheurs du Broad Institute du MIT et de Harvard. Tout d’abord, ils ont utilisé une technique appelée criblage de médicaments à haut débit pour cultiver Acinetobacter baumanii dans des boîtes de laboratoire et ont passé des semaines à exposer ces colonies à plus de 7 500 agents : médicaments et ingrédients actifs des médicaments. Ils ont trouvé 480 composés qui bloquaient la croissance des bactéries.

Ils ont introduit ces informations dans un ordinateur et les ont utilisées pour former un algorithme d’intelligence artificielle.

“Une fois que nous avons formé notre modèle, ce que nous pouvons faire, c’est commencer à montrer à ce modèle de toutes nouvelles images de produits chimiques qu’il n’a jamais vus, n’est-ce pas ? Et sur la base de ce qu’il avait appris pendant la formation, il prédirait pour nous si ces molécules étaient antibactériennes ou non », a déclaré Stokes.

Ils ont ensuite fait passer le modèle au crible de plus de 6 000 molécules, ce que Stokes a déclaré que l’IA était capable de faire en quelques heures.

Ils ont réduit la recherche à 240 produits chimiques, qu’ils ont testés en laboratoire. Les tests en laboratoire les ont aidés à réduire la liste à neuf des meilleurs inhibiteurs de la bactérie. À partir de là, ils ont examiné de plus près la structure de chacun, éliminant ceux qu’ils pensaient être dangereux ou liés à des antibiotiques connus.

Ils se sont retrouvés avec un composé, appelé RS102895, qui, selon Stokes, avait été développé à l’origine comme traitement potentiel du diabète.

Il dit que cela semble fonctionner d’une manière complètement nouvelle, en empêchant les composants de la bactérie de se déplacer de l’intérieur de la cellule vers sa surface.

“C’est un mécanisme plutôt intéressant et qui n’est pas observé parmi les antibiotiques cliniques pour autant que je sache”, a-t-il déclaré.

De plus, a-t-il dit, RS102895 – que les chercheurs ont renommé abaucin – ne fonctionne que sur Actinetobacter baumanii.

Stokes dit que la plupart des antibiotiques sont des agents à large spectre, agissant contre de nombreuses espèces de bactéries. Les antibiotiques à large spectre exercent une forte pression de sélection sur de nombreux types de bactéries, ce qui fait que beaucoup évoluent rapidement et partagent des gènes qui les aident à résister au médicament et à survivre.

“Avec cette molécule, parce qu’elle ne fonctionne que très puissamment contre Actinetobacter, elle n’impose pas cette pression sélective universelle, donc elle ne propagera pas la résistance aussi rapidement”, a-t-il déclaré.