С помощью искусственного интеллекта ученые ИТМО выявляют наночастицы, токсичные для патогенных бактерий, но безопасные для полезных микроорганизмов. Результаты исследования, которые потенциально помогут бороться с бактериями, выработавшими устойчивость к антибиотикам, описаны в статье, опубликованной в журнале Advanced Materials Technologies.
При частом употреблении антибиотиков у бактериальных инфекций вырабатывает иммунитет. В такой ситуации альтернативой для лечения могут стать наночастицы, в т.ч. на основе оксидов металлов. Они способны уничтожать бактерии, выработавшие резистентность, но одновременно вредят полезным микроорганизмам. Поэтому так важен эффективный поиск наночастиц, токсичных для патогенных бактерий, но безопасных для остального организма.
Ученые ИТМО создали скрининговую платформу для определения наночастиц, которые избирательно убивают конкретные бактерии, не затрагивая полезные микроорганизмы. Алгоритм позволяет определить, насколько та или иная наночастица токсична для определенной бактерии. Вторая часть платформы попарно проверяет взаимодействие наночастицы с двумя типами бактерий: которые надо уничтожить, и оставить невредимыми.
Задача этого алгоритма: менять состав наночастицы так, чтобы она по прогнозам стала минимально токсичной для полезных бактерий, и более опасной — для патогенных. Этот эволюционный алгоритм меняет параметры наночастиц, пытаясь увеличить разницу в выживаемости между двумя бактериями. Наночастицы, эффект которых спрогнозировала платформа, синтезируются и проверяются в экспериментах. Результаты работы показывают, что созданный алгоритм подбирает наночастицы в соответствии с исследованиями других коллективов, которые описаны в научной литературе.
