Antibioticele sunt esențiale în vindecarea infecțiilor bacteriene. Fără existența antibioticelor multe vieți ar fi putut fi pierdute din cauza infecțiilor incontrolabile. Pe de altă parte, utilizarea antibioticelor favorizează apariția bacteriilor rezistente la aceste medicamente, lucru care a devenit o problemă majoră a erei noastre. Cercetătorii demonstrează faptul că inteligența artificială ne-ar putea ajuta în combaterea acestei probleme.
Criza rezistenței la antibiotice a fost atribuită utilizării excesive și abuzive a acestui tip de medicamente, dar și lipsei de dezvoltare de noi tratamente de către industria farmaceutică. Cu fiecare utilizare, germenii devin din ce în ce mai greu de ucis și continuă să se dezvolte. Conform CDC (Center of Disease Control and Prevention) peste 2,8 milioane de infecții rezistente la antibiotice apar în SUA în fiecare an.
Cercetătorii au descoperit un algoritm de prescriere a antibioticelor, care are capacitatea de a reduce la jumătate riscul de apariție a acestei rezistențe la tratament, folosind metode de secvențiere genomică și analiza prin învățare automată.
Lucrarea, publicată în revista Science, este rezultatul colaborării dintre grupul de cercetare al profesorului Roy Kishony de la Technion — Institutul Israelian de Tehnologie, Facultatea de Biologie și Facultatea de Informatică și Marilyn Taub, în colaborare cu profesorii Varda Shalev, Gabriel Chodick și Jacob Kuint de la Centrul de Cercetare și Inovare Maccabi KSM, condus de Dr. Tal Patalon.
Cercetarea s-a concentrat pe două tipuri de infecții bacteriene foarte frecvente – infecțiile tractului urinar și cele cauzate de răni. Algoritmul de învățare automată a analizat istoricul infecțiilor anterioare ale fiecărui pacient, pentru a alege cea mai bună alternativă de antibiotic ce poate fi prescris în continuare cu scopul de a reduce șansele de apariție a rezistenței la antibiotice.
Tratamentul clinic al infecțiilor se concentrează pe alegerea antibioticului potrivit cu profilul de rezistență al patogenului. Totuși, rezistența la antibiotic poate apărea chiar și în timpul tratamentului.
“Am vrut să înțelegem modul în care rezistența la antibiotice apare în timpul tratamentului și să găsim modalități de a adapta mai bine tratamentul pentru fiecare pacient, nu numai pentru a se potrivi corect cu susceptibilitatea actuală a infecției acestuia, ci și pentru a minimiza riscul de reapariție a infecției și de dobândire a rezistenței la antibiotice”, a declarat profesorul Kishony.
Bacteriile evoluează prin dobândirea aleatorie de mutații care le fac rezistente la antibiotice, dar caracterul haotic al procesului limitează capacitatea de prezicere și implicit și cea de evitare a acestui fenomen. Noul studiu, în schimb, demonstrează că cei mai mulți pacienți nu au dobândit rezistență în mod aleatoriu, ci din cauza reinfectării cu bacterii rezistente ce existau deja în microbiomul pacientului.
Aceste descoperiri reprezintă un dublu avantaj. Cercetătorii le-au folosit pentru a combate infecțiile pe două fronturi. Nu numai că antibioticul poate fi ales în funcție de sensibilitatea bacteriei la acesta, dar și în funcție de bacteriile deja existente în microbiomul pacientului.
“Am descoperit că susceptibilitatea la antibiotice a infecțiilor anterioare ale pacientului ar putea fi folosită pentru a prezice riscul ca acesta să revină cu o infecție rezistentă în urma unui tratament cu antibiotice’, a explicat Dr. Mathew Stracy, primul autor al lucrării. “Utilizarea acestor date, împreună cu datele demografice ale pacientului, precum vârsta și sexul, ne-a permis să dezvoltăm algoritmul”.
“Sper să văd algoritmul aplicat la punctul de îngrijire, oferindu-le medicilor instrumente mai bune pentru a personaliza tratamentele cu antibiotice pentru a îmbunătăți tratamentul și a minimiza răspândirea rezistenței”, a declarat Dr. Tal Patalon.
Inteligența artificială poate acum să informeze medicii în legătură cu cea mai bună schemă de tratament pentru infecțiile ce necesită antibiotice. Acest lucru ar putea fi începutul sfârșitului unei probleme contemporane – rezistența la antibiotic.
Articol de Victoria Nănău
