L’intelligence artificielle pour découvrir de nouveaux antibiotiques

Apr 5, 2020 par

L’intelligence artificielle (IA) se révèle d’une aide précieuse dans de nombreux domaines touchant à la santé. Parallèlement, ces dernières années, peu de nouveaux antibiotiques ont été découverts, malgré un développement important de l’antibiorésistance. Récemment, l’IA a permis de découvrir une nouvelle substance antibactérienne puissante, l’halicine. Explications.

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Résistance aux antibiotiques et intelligence artificielle

La résistance aux antibiotiques, ou antibiorésistance, constitue un enjeu majeur de santé publique. Un nombre croissant de patients sont infectés par des bactéries, capables de résister à la majorité des classes d’antibiotiques actuellement disponibles. Certains de ces patients décèdent, faute d’antibiotique actif sur la bactérie responsable de leur infection.

Alors que de nombreuses équipes de recherche dans le monde travaillent pour lutter contre la résistance aux antibiotiques, peu de nouveaux médicaments antibactériens sont développés. Une récente étude, publiée dans la revue scientifique Cell, révèle que l’intelligence artificielle (IA) pourrait aider les chercheurs et les médecins à mettre au point de nouveaux antibiotiques puissants.

L’halicine, une substance antibactérienne de structure inédite

Dans cette étude, les chercheurs ont constitué un réseau de neurones profonds, l’un des principaux outils de l’intelligence artificielle, pour déterminer si des substances nouvelles pouvaient présenter ou non des activités antibactériennes. Ils ont utilisé ce réseau de neurones profonds sur plusieurs bibliothèques de substances chimiques. Dans l’une de ces bibliothèques, la Drug Repurposing Hub, qui comprend environ 6 000 substances, ils ont identifié une substance intéressante, l’halicine.

L’halicine présente une structure différente des antibiotiques actuellement disponibles sur le marché, mais elle montre une activité bactéricide (c’est-à-dire la capacité à tuer les bactéries) sur une large

gamme de bactéries pathogènes, notamment deux types de bactéries particulièrement résistantes aux antibiotiques actuels :

  • Le bacille de Koch, responsable de la tuberculose pulmonaire ;
  • Des entérobactéries résistantes aux carbapénèmes.

L’IA face à l’antibiorésistance

Sur des modèles de souris, l’halicine s’est révélée efficace pour traiter :

  • Des infections à Clostridium difficile (une bactérie responsable de diarrhées chroniques) ;
  • Des infections à Acinetobacter baumanii résistant à tous les antibiotiques connus.

Parallèlement, la bactérie Escherichia coli n’a développé aucune résistance à l’halicine après une période de traitement de 30 jours, tandis que cette bactérie est capable d’être résistante à des antibiotiques classiques en seulement quelques jours. L’halicine pourrait ainsi être intégrée prochainement dans des essais cliniques pour évaluer son efficacité et son innocuité chez l’homme. Les chercheurs poursuivent leurs travaux et, grâce à l’IA, ont déjà identifié huit autres composés antibactériens, différents des antibiotiques connus. L’intelligence artificielle se révèle donc un outil intéressant pour lutter contre l’antibiorésistance, en favorisant la découverte de nouveaux médicaments.

Estelle B., Docteur en Pharmacie

– A Deep Learning Approach to Antibiotic Discovery. NCBI. Consulté le 24 mars 2020.

Estelle B.
Pharmacienne
Spécialiste de l'information médicale et de l'éducation thérapeutique du patient.
Passionnée par les domaines de la santé et de l'environnement marin.
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