Pesquisadores do MIT usam IA para criar antibióticos totalmente novos
Inteligência artificial gera milhões de moléculas inéditas para combater infecções resistentes a medicamentos
No ano passado, em um laboratório do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, cientistas deram uma nova tarefa a um sistema de inteligência artificial: criar, do zero, moléculas totalmente novas com potencial para virar antibióticos.
Depois de meses de treinamento, a IA precisou de apenas um ou dois dias para gerar mais de 29 milhões de moléculas inéditas – um feito sem precedentes.
Tradicionalmente, a descoberta de novos medicamentos é um processo lento e minucioso. Mas a inteligência artificial está começando a transformar essa realidade. No MIT, o foco das pesquisas é o combate a infecções resistentes a antibióticos, que matam mais de um milhão de pessoas no mundo todos os anos. Os medicamentos atuais não conseguem acompanhar a velocidade com que essas ameaças evoluem.
“O número de patógenos resistentes vem crescendo década após década, enquanto o desenvolvimento de novos antibióticos só diminui”, diz James Collins, professor de engenharia médica do MIT.
O estudo, publicado recentemente na revista “Cell”, faz parte do projeto Antibiotics-AI do seu laboratório e mostra como a inteligência artificial pode abrir caminho para avanços importantes na medicina.
A equipe sintetizou alguns dos compostos criados pela IA e usou um deles para eliminar uma infecção resistente em um camundongo. Em outra etapa, testaram um método diferente de geração de moléculas e voltaram a obter resultados positivos – reforçando a possibilidade real de desenvolver medicamentos totalmente projetados por IA para tratar infecções mais graves.
O DESAFIO ATUAL
O método clássico para desenvolver novos antibióticos envolve testar compostos, um a um, ou analisar amostras de solo em busca de novas moléculas promissoras.
Desde a década de 1980, a FDA (a agência reguladora de alimentos e medicamentos dos Estados Unidos) aprovou apenas algumas dezenas de novos antibióticos – quase todos pequenas variações de remédios que já existiam.
“Nas últimas décadas, vivemos praticamente um ‘vazio de descobertas’. Até surgem novos antibióticos, mas eles são muito parecidos com os antigos, apenas versões adaptadas”, explica Collins.
O problema se agrava por razões econômicas. “Desenvolver um antibiótico custa o mesmo que criar um medicamento contra o câncer ou contra a hipertensão, por exemplo”, diz ele.
“A diferença é que um antibiótico é usado por poucos dias, enquanto remédios para câncer ou hipertensão podem ser tomados por meses, anos ou até pelo resto da vida. E, a cada uso, novos antibióticos geram apenas uma fração do lucro”. Os efeitos disso são simples: para infecções difíceis, existem poucas opções novas surgindo no mercado.
USOS DA IA NA MEDICINA
O laboratório de Collins estuda antibióticos há cerca de 20 anos. Mas, há seis, passou a apostar na inteligência artificial como principal ferramenta de descoberta. A equipe começou usando IA para analisar bibliotecas de compostos conhecidos – e isso levou à identificação de moléculas capazes de combater infecções de maneiras totalmente novas.
Uma organização sem fins lucrativos criada a partir do projeto, a Phare Bio, tenta agora levar as mais promissoras ao mercado. A expectativa é iniciar os testes clínicos com o halicin – um medicamento originalmente criado para tratar diabetes em 2009, mas que anos depois a equipe descobriu ter forte ação antibiótica.
O desenvolvimento de novos medicamentos continua sendo demorado, e os testes em humanos ainda levarão tempo. Mas a IA já vem acelerando a fase inicial de descoberta, reduzindo custos e aumentando as chances de sucesso.
“A inteligência artificial nos permitiu explorar um espaço químico muito maior do que os disponíveis nas bibliotecas tradicionais. Isso abriu portas para moléculas totalmente novas”, diz Collins.
Segundo ele, essa mesma abordagem pode ser aplicada a outras áreas da medicina. “Todos os métodos de IA que usamos aqui podem ser facilmente adaptados para desenvolver outros tipos de tratamentos”, afirma.
