ABD’deki University of Pennsylvania bünyesinde görev yapan araştırmacılar, yeni antibiyotik adayları tasarlayıp optimize edebilen ApexGO adlı bir yapay zeka sistemi geliştirdi. İlaç sektöründe yapay zeka temelli çalışmalar hız kazanırken, bu yeni sistemin laboratuvar testlerinde elde ettiği sonuçlar dikkat çekti. Araştırmacıların “yapay zeka destekli antibiyotik mühendisliği” olarak tanımladığı ApexGO, mevcut antimikrobiyal peptit dizilerini adım adım geliştirerek daha etkili adaylara dönüştürüyor. Sistem, dev moleküler veri tabanlarını baştan taramak yerine kusurlu kabul edilen bir başlangıç dizisini temel alıyor ve döngüsel bir optimizasyon süreci yürütüyor. Bu yaklaşım sayesinde milyonlarca olası varyasyon içinden en umut verici seçenekler belirlenebiliyor.
ApexGO, önerdiği değişikliklerin bakterilere karşı etkisini tahmin ederek en güçlü modifikasyonları seçiyor ve süreci yeniden başlatıyor. Böylece her adımda daha etkili antibiyotik adayları ortaya çıkarılıyor.
Bayes Optimizasyonu İle Hedefli Tarama
Araştırmacılar, kısa bir peptit dizisinin bile milyonlarca farklı kombinasyona sahip olabildiğini belirtiyor. Bu nedenle rastgele tarama yöntemlerinin pratik olmadığı ifade ediliyor. ApexGO, bu sorunu çözmek için Bayes optimizasyonu adı verilen istatistiksel yöntemi kullanıyor. Sistem hem daha önce başarılı sonuç veren moleküler bölgeleri inceliyor hem de yeni alanları keşfetmeye devam ediyor.
Çalışmanın kıdemli yazarlarından Jacob R. Gardner, sistemin yalnızca teorik hesaplamalar yapmadığını, laboratuvar ortamında biyolojik sonuçlar ürettiğini açıkladı. Paylaşılan verilere göre ApexGO tarafından tasarlanan peptitlerin yüzde 85’i bakteriyel büyümeyi engelledi. Bu adayların yüzde 72’si ise başlangıç dizilerine kıyasla daha güçlü performans gösterdi.
Fare Deneylerinde Dikkat Çeken Sonuç
Yapay zeka tarafından geliştirilen iki aday bileşik, fareler üzerinde de test edildi. Sonuçların, çok ilaca dirençli enfeksiyonlara karşı kullanılan Polymyxin B ile benzer düzeyde bakteri azalması sağladığı bildirildi.
Araştırma ekibi, adayların henüz erken aşamada olduğunu ve klinik kullanıma geçebilmesi için toksisite, kararlılık ve insan vücudundaki dayanıklılık gibi alanlarda ek çalışmalar gerektiğini belirtiyor. ApexGO’nun ilerleyen dönemde bağışıklık sistemi düzenleyicileri ve kanser hedefleme peptitleri gibi farklı biyomedikal alanlarda da kullanılabileceği ifade ediliyor.
