Como estamos usando a IA para descobrir novos antibióticos

Comentar

Antes da pandemia do coronavírus, o bioengenheiro Jim Collins e sua equipe combinaram o poder da IA com a biologia sintética, em um esforço ...

Antes da pandemia do coronavírus, o bioengenheiro Jim Collins e sua equipe combinaram o poder da IA com a biologia sintética, em um esforço para combater uma crise iminente: superbactérias resistentes a antibióticos. Collins explica como eles concentraram seus esforços para começar a desenvolver uma série de ferramentas e compostos antivirais para ajudar a combater a COVID-19, e compartilha seu plano para descobrir sete novas classes de antibióticos nos próximos sete anos (Esse plano ambicioso faz parte do The Audacious Project, a iniciativa do TED de inspirar e financiar mudanças globais).

Como vamos vencer esse novo coronavírus? Usando nossas melhores ferramentas: nossa ciência e nossa tecnologia. No meu laboratório, usamos ferramentas de inteligência artificial e biologia sintética para acelerar a luta contra essa pandemia. O trabalho foi originalmente projetado para enfrentar a crise de resistência aos antibióticos. Nosso projeto busca aproveitar o poder do aprendizado de máquina para repor nosso arsenal de antibióticos e evitar uma era pós-antibiótica globalmente devastadora. Sobretudo, a mesma tecnologia pode ser usada para procurar compostos antivirais que poderiam nos ajudar a combater a pandemia atual.


Aprendizado de máquina está revolucionando o modelo tradicional de descoberta de medicamentos. Com essa abordagem, em vez de testar meticulosamente milhares de moléculas existentes, uma por uma, pela sua eficácia em um laboratório, podemos treinar um computador pra explorar o espaço exponencialmente maior de essencialmente todas as moléculas possíveis que poderiam ser sintetizadas, e, assim:

Em vez de procurar uma agulha no palheiro, podemos usar o imã gigante do poder da computação para encontrar muitas agulhas em vários palheiros, simultaneamente.

Recentemente, usamos aprendizado de máquina para descobrir novos antibióticos que podem nos ajudar a combater as infecções bacterianas que podem ocorrer em conjunto com infecções por SARS-CoV-2. Há dois meses, o Audacious Project do TED aprovou financiamento pra ampliarmos intensamente nosso trabalho com o objetivo de descobrir sete novas classes de antibióticos contra sete dos patógenos bacterianos mortais do mundo nos próximos sete anos. Para contextualizar: o número de novas classes de antibióticos descobertas nas últimas três décadas é zero.

Embora a busca por novos antibióticos seja para o nosso futuro a médio prazo, o novo coronavírus representa uma ameaça mortal imediata, e fico feliz em dizer que acreditamos que podemos usar a mesma tecnologia para procurar terapêuticas para combater esse vírus. Então, como vamos fazer isso? Estamos criando uma biblioteca de treinamento composto, com colaboradores que aplicam as moléculas em células infectadas com SARS-CoV-2 para ver quais delas exibem atividade efetiva. Usaremos esses dados para treinar um modelo de aprendizado de máquina, o qual será aplicado a uma biblioteca "in silico" de mais de 1 bilhão de moléculas para procurar potenciais novos compostos antivirais. Vamos sintetizar e testar as principais previsões e encaminhar os candidatos mais promissores para a clínica.

Parece bom demais para ser verdade? Bem, não deveria. O "Antibiotics AI Project" é baseado na pesquisa de prova de conceito que levou à descoberta de um novo antibiótico de amplo espectro chamado Halocin. O Halocin tem atividade antibacteriana potente contra quase todos os patógenos bacterianos resistentes a antibióticos, incluindo infecções pan-resistentes intratáveis. Mas ao contrário dos antibióticos atuais, a frequência com que bactérias desenvolvem resistência contra o Halocin é notavelmente baixa. Testamos a capacidade das bactérias de desenvolver resistência contra Halocin e contra Cipro no laboratório. No caso do Cipro, depois de só um dia, vimos resistência. No caso do Halocin, depois de um dia, não houve resistência.

Surpreendentemente, depois de até 30 dias, não vimos nenhuma resistência contra ele.

Neste projeto piloto, primeiro testamos cerca de 2,5 mil compostos contra E. coli. Esse conjunto de estudo incluía antibióticos conhecidos, como Cipro e penicilina, bem como medicamentos que não são antibióticos. Usamos esses dados para treinar um modelo para aprender características moleculares associadas à atividade antibacteriana. Nós os usamos numa biblioteca de reaproveitamento de medicamentos contendo vários milhares de moléculas e pedimos ao modelo para identificar moléculas que se prevê terem propriedades antibacterianas, mas não se parecem com antibióticos existentes.

Curiosamente, apenas uma molécula nessa biblioteca se encaixa nesses critérios, e ela acabou por ser o próprio Halocin. Dado que ele não se parece com nenhum antibiótico existente, teria sido impossível para um ser humano, incluindo um especialista em antibióticos, identificá-lo dessa maneira. Imagine agora o que poderíamos fazer com esta tecnologia contra o SARS-CoV-2.

E isso não é tudo. Também estamos usando as ferramentas da biologia sintética, ajustando DNA e outras máquinas celulares, para servir a propósitos humanos, como combater a COVID-19, e estamos trabalhando para desenvolver uma máscara protetora que também possa servir como teste rápido de diagnóstico. Então, como isso funciona? Mostramos recentemente que podemos tirar a maquinaria celular de uma célula viva e liofilizá-la junto com sensores de RNA no papel para criar diagnósticos de baixo custo para o Ebola e o Zika. Os sensores são ativados quando são reidratados por uma amostra de paciente que poderia consistir em sangue ou saliva, por exemplo. Mas esta tecnologia não se limita ao papel e pode ser aplicada a outros materiais, incluindo tecidos.

Para a pandemia de COVID-19, estamos projetando sensores de RNA para detectar o vírus e liofilizá-los juntamente com as máquinas celulares necessárias no tecido de uma máscara facial, na qual o simples ato de respirar, junto com o vapor de água da respiração, pode ativar o teste. Assim, se um paciente estiver infectado com SARS-CoV-2, a máscara produzirá um sinal fluorescente que poderia ser detectado por um dispositivo portátil simples e barato. Em uma ou duas horas, um paciente poderia ser diagnosticado de forma segura, remota e precisa.

Também estamos usando biologia sintética para projetar uma vacina candidata ao COVID-19. Estamos redirecionando a vacina BCG, usada contra a tuberculose há quase um século. É uma vacina viva atenuada, e a estamos projetando para expressar antígenos SARS-CoV-2, que devem desencadear a produção de anticorpos protetores pelo sistema imunológico. É importante ressaltar que a BCG é massivamente escalável e possui um perfil de segurança entre os melhores de qualquer vacina relatada.

Com as ferramentas da biologia sintética e da inteligência artificial, podemos vencer a luta contra esse novo coronavírus.

Este trabalho está nos estágios iniciais, mas a promessa é real. Ciência e tecnologia podem nos dar uma vantagem importante na batalha da inteligência humana contra os genes das superbactérias, uma batalha que podemos vencer.

Obrigado.

Fonte: TED
[Visto no Brasil Acadêmico]

COMMENTS

BLOGGER

$show=mobile

Nome

#existepesquisanobrasil,1,Abelha,3,Acessibilidade,23,Acessórios,2,Acidente,50,Acústica,16,Adestramento,5,Administração,32,Aerodinâmica,4,Aeronáutica,8,África,6,Agência Bori,1,Agência Brasil,22,Agência FAPESP,3,Agência Fiocruz,1,Agência Porvir,1,Agência Senado,1,Agência USP,4,Agricultura,6,Agropecuária,3,AirBNB,1,Alcoolismo,7,Alemanha,6,Alemão,4,Alerta,1,Algoritmo,8,Alimento,1,Alzheimer,4,Amazon,3,Amazônia,4,América Latina,1,Análise Combinatória,1,Análise de Texto,2,Anatomia,7,Android,3,Animação,50,Animais de Estimação,6,Animal,2,Antropologia,14,Apicultura,8,App,9,Apple,5,Apresentação,4,aquário,1,Argentina,4,Armamento,1,Arqueologia,6,arquitetura,31,Arte,158,Astrobiologia,3,Astrofísica,3,Astronomia,26,Ativismo,30,Áudio,3,Audio FX,2,Áustria,1,Autismo,2,Auto-ajuda,10,Automobilismo,15,Automóvel,20,aventura,3,Aviação,5,Aviônica,8,Bahia,2,Balonismo,3,Banco Central,1,Banco de Dados,5,Beber e Dirigir,1,biblioteconomia,4,Bicicleta,1,Biografia,16,Biologia,161,Biologia Marinha,15,bioquímica,6,Biotecnologia,25,Bitcoin,2,Blog,29,Blogger,33,Boato,6,Bomba,1,Botânica,5,BRASA,1,BRASA Leads,1,Brasil,39,Brasília,16,BRIC,1,Browser,10,Bugs,3,CAD,3,Calor,2,Câmera lenta,1,Campanha,46,cardiologia,15,Carnaval,2,carreira,2,Cartografia,3,Casemods,1,Caso Isabella Nardoni,1,Caso Snowden,1,Ceará,1,Celebridades,6,celular,24,Células-Tronco,4,Cérebro,2,Charge,22,China,21,Cibercultura,2,Ciclovia,1,Cidadania,39,Ciência,199,Cinema,65,Climatologia,1,Clip,1,Cliparts,1,Cloud computing,4,Coaching,12,Comédia,2,competência,2,Complemento de dois,1,Comportamento,260,Computação,81,Computação em grade,5,Computação forense,3,Computação Gráfica,136,Computação Móvel,1,Computação Quântica,1,Comunicação e Marketing,138,Concurso,2,Concurso Cultural de Natal,1,Concursos Público,2,Concursos Públicos,4,Conectômica,1,Conferência,1,Congresso em Foco,1,Conspiração,2,Consumidor,7,Consumismo,3,contabilidade,2,Contos,52,Copa do Mundo,27,Cordel,3,Coreia do Norte,1,Coreia do Sul,1,Corpo,2,Coruja,1,cosmética,3,Cosmologia,21,Covid-19,59,Crash Course,1,Criança,1,Criatividade,4,Crime,48,Crime Digital,7,crise,11,crise econômica,8,crônica,6,crônicas,5,Cronologia,1,CSS,3,Cuba,4,Culinária,8,Cultura,15,Curiosidades,113,custos fixo,1,custos variáveis,1,Dança,6,DAO,1,Darwin,10,Davos,1,Debate,2,Decoração,1,demência,1,Demografia,3,Denúncia,11,Dermatologia,7,Desastre Natural,13,Descoberta,2,Desenho instrucional,13,Desenvolvimento de jogos,10,Design,27,Design Instrucional,11,Destaque,31,Dia das Mães,1,Dia do professor,1,diabetes,6,Dicas,66,Didática,1,Dieta,3,diplomacia,3,Direito,179,Direito Eleitoral,1,Direito Internacional,28,Direito Militar,1,Direito Trabalhista,1,Direito Tributário,2,Direitos Autorais,2,Direitos Humanos,37,Disney,5,Distrito Federal,4,Documentário,61,Doutorado,1,download,3,Drogas,7,Drone,3,Dubai,1,e-Book,2,e-governo,2,EBC,1,Ecologia,82,Economia,110,Editoração Eletrônica,1,Educação,373,Educação a Distância,168,Educação Corporativa,6,educação física,19,Educação sexual,6,Efeitos Sonoros,4,Egiptologia,2,Eleições,25,Eleições 2014,12,Eleições 2018,5,Eleições 2020,2,Eletricidade,9,eletrônica,3,Em Operários,1,Embrapa,4,empreendedorismo,6,enciclopédia,1,endocrinologia,5,Enem,3,Energia,14,Energia Alternativa,17,Energia Nuclear,11,Enfermagem,1,Engenharia,63,Engenharia Agrícola,1,Engenharia Civil,5,Engenharia de materiais,16,Engenharia de Software,5,Engenharia Genética,31,Engenharia Mecânica,1,Enretenimento,1,Ensino a Distância,11,Ensino Superior,5,Entomologia,7,Entretenimento,45,Entrevista,90,Entrevista.,1,Epidemiologia,59,Epistemologia,1,Equador,1,Escândalo,5,Escritório,1,Espaço,66,Espanha,1,Espanhol,2,Espeleologia,1,Espetáculo,8,Espionagem,20,Esporte,41,Estação,1,Estágio,2,Estatísticas,36,estrutura de dados,1,Ética,26,EUA,17,Europa,2,Evento,40,Evolução,5,Exercícios físicos,2,Exobiologia,3,experiência,43,fábulas,3,Facebook,18,Família,1,Farmacologia,17,Favo,1,Feminismo,1,Férias,1,Ferramentas,9,FIFA,2,Filantropia,4,Filmes,16,Filosofia,47,Finep,2,Finlândia,1,Fintech,1,Firefox,1,Física,109,Física Quântica,4,Fisiologia,7,Fisioterapia,6,Flagrante,2,Flamengo,1,Folclore,3,Fome,1,Fomento,1,Fonética,1,Fonoaudiologia,7,Fotografia,42,Fotos em 360 graus,6,França,7,Francês,4,Frase,3,Fraude,5,Freeware,71,Futebol,38,Futurologia,86,gadget,87,gadgets,1,Gafe,2,Gamificação,5,Gastroenterologia,5,Gastronomia,2,Geek,1,Genética,40,Geofísica,1,Geografia,54,Geologia,10,Geometria,6,geopolítica,21,Gerenciamento do Tempo,1,Geriatria,10,Gestão de Competências,2,Gestão de Configuração,2,Gestão de Pessoas,5,Gestão de Projetos,19,Gestão do conhecimento,7,Ginecologia,3,Glass,1,Google,79,Governo,4,GPS,1,Gradiente,1,gramática,15,Gravidez,1,Grécia,1,Grécia Antiga,1,Guerra,37,Guerra Civil,2,Guinness,1,H2,2,Haiti,3,hardware,36,História,201,HIV,1,Hololens,2,homenagem,46,Horologia,1,HPV,1,HTML,6,Humor,211,Humor Negro,9,IBGE,2,IBM,4,ICIJ,2,Idioma,54,IESB,2,IHC,8,ilo,29,ilusão,35,ilusionismo,5,Imagem 3D,16,Imagens,7,Imagine Cup,1,Império Romano,7,Imprensa,34,Impressora 3D,21,Imunologia,4,Incêndio,2,Inclusão digital,8,Índia,4,Índios,1,Infectologia,28,Infográfico,55,Informática,38,Inglaterra,3,Inglês,26,Inovação,190,Inspiração,1,Inteligência Artificial,112,intercâmbio,1,Interface,193,Interfaces Hápticas,20,Internacional,23,Internacionalização da Amazônia,3,Internet,163,Internet das Coisas,2,Inundação,2,Invenção,20,Inventos,6,iPad,1,IPEA,1,iphone,3,Irã,3,Iraque,1,Israel,6,Itália,2,Japão,5,Java,2,Java.,2,jogos,10,Jogos educativos,14,Jogos Olímpicos,10,Jornalismo,71,José Saramago,1,Justiça,4,Ken Robinson,1,Kinect,10,Le Monde Diplomatique Brasil,9,Le Monde Diplomatique Brasil,1,Letras,2,Lexicografia,5,Liderança,4,Life Hacking,20,línguas estrangeiras,3,Linguística,11,Literatura,57,Livro,65,Lógica,26,Logística,4,Loterias,4,Lua,1,Maçonaria,4,Malásia,2,Malvinas,2,Malware,1,Mapa,79,Mário Sérgio Conti,1,Marte,2,Mastologia,1,Matemática,79,Matemática Financeira,1,maternidade,1,Mecânica,8,Mecânica dos Fluidos,2,Mecatrônica,46,Medicina,522,Medicina Esportiva,1,Medicina Veterinária,4,Meio Ambiente,108,Mel,1,melanoma,1,Memória,5,memorização,4,Mente,4,Mercado de Trabalho,74,mercosul,1,Mestrado,4,meteorologia,11,Metodologia Científica,48,México,1,Microbiologia,4,Microsoft,16,Mídia Social,56,Militar,15,Mineralogia,1,Mistério,3,MIT,13,Mitologia,2,Mobilidade,1,Mobilidade Urbana,9,Moda,1,MonaVie,1,Montanhismo,1,Moodle,7,Mossad,1,Motivação,1,Movimento Maker,2,MSF,1,Mudança Climática,23,Mulher,4,Multimídia,14,museu,12,Música,87,MVC,1,Nanotecnologia,35,Nasa,16,Natação,2,Natal,17,Natureza,2,Negócios,27,Netflix,1,Neurociência,87,Neurologia,78,Nicolelis,1,Nordeste,2,Noruega,2,notícias,8,Novidades,18,Novo Enem,2,Números,2,Nutrição,65,Obama,1,Obesidade,10,Observatório da Imprensa,27,Obstetrícia,4,Oceanografia,7,odontologia,7,Offshore Leaks,2,oftalmologia,11,Olimpíadas,7,oncologia,49,ONU,8,Opinião,98,Óptica,17,Oracle,1,Oriente Médio,5,Orkut,2,Ornitologia,1,ortografia,3,Ortopedia,4,Ótica,8,Otorrinolaringologia,2,Oxfam,3,Pacifismo,1,Paginadores,1,paleontologia,3,Paquistão,1,Pará,2,Paraguai,2,parkinson,2,Passeio virtual,1,Patinação,1,Pedagogia,3,Pediatria,6,Pensamentos,3,performance,2,Periférico,1,Pesca,2,Pesquisa,219,Petição,1,Petrobrás,9,Petróleo,12,Photoshop,5,Pirataria,7,planilha de custo,1,Playstation 3,2,Plebiscito,3,Pneumologia,1,Podcast,4,Poesia,29,Política,303,Portugal,7,português,19,Pós-graduação,2,Pré-sal,5,Prêmio Nobel,7,primatologia,1,Primeira Guerra Mundial,1,privacidade,20,produtividade,3,professor Hamilton Alves,2,Programa Gratuito,4,Programação,53,Projeção Mapeada,1,Projeto Truco,2,Promoção,1,Propaganda,5,Psicanálise,1,Psicologia,273,Psicologia Animal,25,Psiquiatria,14,Pública,13,publicidade,19,Publieditorial,5,PUC Minas,1,Quadrinhos,10,Quads,5,Qualidade,3,Qualidade de Vida,11,química,32,REA,2,realidade aumentada,44,realidade diminuída,2,Realidade Misturada,2,Realidade Virtual,41,Reconhecimento de imagem,12,Reconhecimento de voz,3,Recorde,1,Recoverit,1,Recuperar vídeos,1,Redação,1,redes,12,Referência,2,Referendo,1,Reforma Política,3,Reino Unido,1,Relacionamento,2,Relações Internacionais,40,Religião,41,Responsabilidade Social,4,Retrospectiva,1,Review,7,Rio 2016,6,Rio de Janeiro,2,Rio Grande do Norte,1,Rio Grande do Sul,1,robótica,102,Roda Viva,49,Roma,6,roteiro,1,RSA,1,RTP,1,Rússia,2,Samsung,1,Sanitarismo,5,Santa Catarina,1,São Paulo,4,Saúde,559,Savant,1,Segunda Guerra Mundial,23,Segurança,120,Segurança da Informação,61,Seleção Natural,2,Séries,2,serviço,1,Serviço Online,1,Sexologia,2,sexualidade,5,Show,7,SIGGRAPH,1,Simulação,30,Singularity University,1,Síria,3,Sismologia,2,Sistema operacional,4,Sistemas de Numeração,1,Sites de Busca,14,Sociedade,5,Sociologia,54,Software,33,Software Livre,25,Sol,2,Sono,4,Sony,2,SOPA,2,Star Wars,1,Startup,2,Suécia,3,Sugestão de presentes,63,Sun,1,supercomputadores,2,Sustentabilidade,5,Tabagismo,6,Taiwan,1,Talento precoce,1,Taxas Equivalentes,1,Taxidermia,1,Teatro,26,Técnicas de Estudo,2,Tecnologia,570,Tecnologia da Informação,28,TED,425,TED-Ed,47,TedMed,2,TEDx,3,TEDx Rio+20,1,TEDxAmazônia,1,TEDxAsaSul,1,Telefonia,60,Televisão,43,Temas,1,Tempo,1,Tendências,10,Teologia,5,teoria das supercordas,1,Teoria dos Jogos,1,Terremoto,7,Terrorismo,15,Tesla,1,Testes,17,Tipologia,8,Tomada de Decisão,1,tradução,5,Trânsito,12,transporte,55,Tributo,3,Trigonometria,1,Tubarão,2,Tunísia,1,Turismo,23,Tutorial,20,Twitter,8,Uber,4,UFC,1,UFG,1,ufologia,5,UFRJ,1,UFSC,1,Unicamp,3,UNIFESP,1,universidade,6,Universidade Corporativa,1,Universidade da Califórnica,1,Universidade da Pensilvânia,1,Universidade de Cambridge,2,Universidade de Chicago,1,Universidade de Michigan,1,Universidade de Princeton,1,Universidade de Rochester,1,Urbanismo,24,Urologia,1,User Experience,1,USP,9,Utilidade Pública,3,Utilitário,3,Vale,1,Vaticano,1,Veículo Autônomo,8,Ventriloquismo,3,Verão,1,vestibular,3,Vestimenta,1,Vida Digital,7,Vida Moderna,18,Vida Selvagem,10,Videogame,117,Vídeos,968,Vídeos 360,1,Violência,5,Vírus,18,Visão Computacional,10,Vôlei,1,Vulcanologia,6,Watergate Política,1,WCIT 2016,2,WCIT 2017,1,Web,1,Web 2.0,29,Web Application,146,Web Semântica,2,Web Seminar,1,webdesign,11,Webinar,2,widget,2,WikiLeaks,37,Wikipedia,4,Windows,5,Xadrez,2,YouTube,6,Zika,1,Zoologia,57,
ltr
item
Brasil Acadêmico: Como estamos usando a IA para descobrir novos antibióticos
Como estamos usando a IA para descobrir novos antibióticos
https://4.bp.blogspot.com/-mznRuOQuWys/XrYi5RoO3ZI/AAAAAAABCIo/hdZkQ3AR4Kw8yg9u3YkE6BRPefBkEHahACLcBGAsYHQ/s1600/jimCollins.jpg
https://4.bp.blogspot.com/-mznRuOQuWys/XrYi5RoO3ZI/AAAAAAABCIo/hdZkQ3AR4Kw8yg9u3YkE6BRPefBkEHahACLcBGAsYHQ/s72-c/jimCollins.jpg
Brasil Acadêmico
https://blog.brasilacademico.com/2020/05/como-estamos-usando-ia-para-descobrir.html
https://blog.brasilacademico.com/
http://blog.brasilacademico.com/
http://blog.brasilacademico.com/2020/05/como-estamos-usando-ia-para-descobrir.html
true
3049085869098582068
UTF-8
Todos os posts carregados Nenhumpost encontrado VER TODOS Leia mais Responder Cancelar resposta Deletar Por Home Páginas POSTS Ver Todos Recomendado para você CATEGORIA ARQUIVO BUSCA TODOS POSTS Não encontrado nehum post de acordo com o seu critério Voltar para Home Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat January February March April May June July August September October November December Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez agorinha 1 minuto atrás $$1$$ minutos atrás 1 hora atrás $$1$$ horas atrás Ontem $$1$$ dias atrás $$1$$ semanas atrás mais que 5 semanas atrás Seguidores Seguir THIS PREMIUM CONTENT IS LOCKED STEP 1: Share to a social network STEP 2: Click the link on your social network Copy All Code Select All Code All codes were copied to your clipboard Can not copy the codes / texts, please press [CTRL]+[C] (or CMD+C with Mac) to copy