La découverte d’un nouvel antibiotique grâce à l’intelligence artificielle | Objectif Santé

La découverte d’un nouvel antibiotique grâce à l’intelligence artificielle

Depuis 2012, les infections résistantes aux antibiotiques dépassent les 50%, contre 2,1% en 2001. Selon les experts, nous entrons dans une ère post-antibiotique dangereuse. Mais l’intelligence artificielle va pouvoir nous aider. Des scientifiques ont découvert un nouveau type d’antibiotique grâce à un algorithme d’intelligence artificielle. Une première mondiale saluée par les experts.

La découverte d’un nouvel antibiotique grâce à l’intelligence artificielle

Cette année, 700 000 personnes dans le monde entier mourront d’infections résistantes aux antibiotiques. Selon un récent rapport des Nations unies, ce chiffre pourrait atteindre 10 millions de morts d’ici 2050, si nous n’apportons pas de changement radical dès maintenant. Or, le processus pour découvrir de nouveaux types d’antibiotiques est long, coûteux et très lourd. C’est là qu’intervient l’intelligence artificielle (IA).

Pour la première fois, les chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont découvert comment identifier de nouveaux types d’antibiotiques. Ils ont formé un réseau neuronal pour prédire quelles molécules a des propriétés antibactériennes.

Un réseau de neurones artificiels

La découverte a été faite à l’aide d’un algorithme inspiré de l’architecture du cerveau humain. Les scientifiques ont mis au point un réseau de neurones artificiels. Grâce à des méthodes de «deep learning» ils lui ont fait «apprendre» les caractéristiques de 2 335 molécules antibactériennes connues. Puis, l’ordinateur a analysé et trié 6 000 molécules médicamenteuses en cours d’évaluation. L’objectif final était de trouver parmi ces molécules celles qui ont les qualités antibactériennes les plus importantes. En quelques heures, l’ordinateur a pré-sélectionné 100 molécules possibles qui ont ensuite été testées en laboratoire. L’une de ces molécules a des capacités antibactériennes insoupçonnées et une structure différente des antibiotiques existants. 

La molécule «Halicine»

Les chercheurs ont baptisé cette molécule «halicine», une référence à HAL, l’ordinateur aux fonctions « intellectuelles supérieures » dans le film «2001, l’Odyssée de l’espace». C’est, «sans doute l’antibiotique le plus puissant jamais découvert» précise James Collins, professeur d’ingénierie médicale au MIT, coauteur de cette découverte. 

Testé en laboratoire, ce nouveau composé a tué de nombreuses souches résistantes aux antibiotiques existants. Entre autre le Mycobacterium tuberculosis (responsable de la tuberculose), Clostridium difficile (responsable de diarrhées et d’inflammation intestinale chez l’adulte), Acinetobacter baumannii (agent de maladies nosocomiales ). Les scientifiques ont testé cette molécule sur des souris infectées par le A. baumannii. Cette bactérie, résistante à tous les antibiotiques connus, a infecté et tué de nombreux soldats américains en Irak et en Afghanistan. Les souris, elles ont été guéries en 24 heures !…Mieux encore, elles n’ont pas développé de résistance à l’halicine, même après 30 jours. Il faut savoir que la résistance à d’autres composés se développe parfois en un ou deux jours. Il ne servirait à rien de développer un nouveau antibiotique pour qu’il devienne, dans la foulée, lui aussi résistant. Quant à l’halicin, l’équipe du MIT continue leurs investigations et prévoit leurs premiers tests cliniques. 

C’est donc une avancée majeure, longtemps attendue et une nouvelle ère dans la découverte de médicaments au moyen de l’intelligence artificielle. Les chercheurs du MIT viennent de publier leurs découvertes dans la revue Cell.

La prochaine génération d’antibiotiques viendra-elle des machines ? 

Ce n’est pas la première fois que l’IA est utilisé pour découvrir de nouveaux médicaments. Déjà, une start-up britannique appelée Exscientia a affirmé avoir fabriqué le premier médicament conçu à l’aide de l’IA et qui sera bientôt testé cliniquement sur des humains. Ce médicament est destiné à lutter contre les troubles obsessionnels compulsifs.

D’autres chercheurs utilisent l’IA pour créer de nouveaux  antibiotiques mais avec une approche différente de celle privilégiée par le MIT. Plutôt que de sélectionner des molécules connues et de voir lesquelles sont les plus efficaces, ils utilisent des ordinateurs pour concevoir des molécules totalement nouvelles. Leur postulat est que nous avons peut-être déjà trouvé la plupart des molécules intéressantes aux propriétés antibiotiques. Il faut chercher ailleurs et créer de nouvelles molécules. 

Il est probable que la prochaine génération d’antibiotiques, et même d’autres médicaments, puisse venir des machines. Mais cela ne résoudra pas la totalité du problème de la résistance aux antibiotiques. Nous devons dès à présent traiter sa principale cause : la surconsommation massive d’antibiotiques. Il est plus que temps d’y mettre un terme en changeant nos habitudes.  

 

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