ИИ помог найти молекулу против болезни Крона. DiffDock за полгода сделал то, на что уходило десятки лет и миллионы долларов

Антибиотики при воспалительных заболеваниях кишечника могут работать как палка о двух концах. С одной стороны, они подавляют воспаление, с другой — убивают не только вредные бактерии, но и полезные. Это нередко усугубляет симптомы. В такой ситуации универсальные препараты оказываются слишком грубым инструментом.

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) и Университета Макмастера сообщили об открытии новой молекулы под названием энтерололин. Она действует точечно, подавляя бактерии, связанные с обострениями болезни Крона, и при этом почти не нарушает работу остальной микрофлоры кишечника. Для понимания механизма её действия исследователи использовали генеративную модель искусственного интеллекта DiffDock, что позволило сократить путь от поиска до анализа всего до нескольких месяцев вместо привычных лет.

В экспериментах на мышах препарат избирательно подавлял кишечную палочку, которая усиливает воспаление, и помогал животным быстрее восстанавливаться. При этом микробиом сохранялся значительно здоровее, чем при лечении стандартным антибиотиком ванкомицином.

DiffDock предсказал, что молекула связывается с белковым комплексом LolCDE, отвечающим за транспорт липопротеинов у бактерий. Эта подсказка позволила исследователям проверить гипотезу в лаборатории: они вывели устойчивые к энтерололину штаммы E. coli, провели секвенирование РНК и использовали CRISPR для подтверждения механизма действия. Все эксперименты показали, что препарат действительно нарушает работу путей, связанных с переносом липопротеинов, как и предсказывал ИИ.

Авторы отмечают, что традиционный поиск механизма действия новых антибиотиков занимает до двух лет и требует миллионов долларов. Здесь же благодаря ИИ время сократилось до полугода, а стоимость — в разы. Сейчас компания Stoked Bio, основанная одним из авторов работы, занимается дальнейшей разработкой энтерололина и готовит его к испытаниям на людях. Кроме того, ведутся исследования производных молекулы против других опасных патогенов, включая Klebsiella pneumoniae.

Перспективы точечных антибиотиков особенно важны для пациентов с болезнью Крона и другими воспалительными заболеваниями кишечника: новые препараты могут уменьшать симптомы без разрушения микробиома. В более широком масштабе такие разработки способны стать ответом на растущую угрозу устойчивости бактерий к существующим антибиотикам.

Учёные подчеркивают, что дело не только в одной молекуле. Важен сам подход, когда комбинация ИИ и лабораторных методов позволяет быстро объяснять, как действуют потенциальные лекарства. Это может изменить процесс поиска препаратов для многих заболеваний.

Исследователи разместили данные секвенирования в публичных репозиториях и выложили код DiffDock-L в открытый доступ на GitHub.