Halicin : antibiotique superpuissant découvert grâce à l'IA (2020)

 

Dans les deux boites du bas : la souche d’Escherichia coli prolifère librement malgré la présence d’un antibiotique déjà sur le marché. Face à l’« halicin », en haut, la bactérie n’arrive pas à se développer.

Un algorithme d’apprentissage profond conçu par des chercheurs du MIT et d’Harvard a permis d’identifier un composé antibiotique redoutable. Peut-être l’aube d’une nouvelle ère… 

Certains pays signalent de très inquiétants taux de biorésistance, allant parfois jusqu’à 42 % des traitements antimicrobiens courants. La lutte contre la résistance aux antibiotiques sera l’un des défis de santé majeurs du 21e siècle. Outre les bonnes pratiques de sensibilisation, de surveillance et de sobriété, la solution passera nécessairement par la recherche fondamentale. Et très probablement par l’intelligence artificielle, capable de « scanner des centaines de millions de composants chimiques » en un instant… La découverte de l’halicin est une première dans l’histoire de l’IA et de la pharmacologie.

Machine Learning

Les chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et de l’université d’Harvard ont entrainé leur algorithme en lui enseignant les effets biologiques de quelque 2 500 molécules capables d’éradiquer la bactérie Escherichia coli. Après quoi, le réseau de neurones artificiels de deep learning (apprentissage profond, une forme d’IA) a été abreuvé d’une bibliothèque numérique d’environ 6 000 composés pharmaceutiques avec pour mission d’identifier les plus efficaces.

Différent

L’IA a rapidement découvert une molécule très prometteuse qui a permis aux chercheurs de concevoir la structure d’un antibiotique extrêmement puissant, baptisé « halicin » en hommage à HAL 9000, l’ordinateur conscient de 2001 L’Odyssée de l’espace… D’après l’article paru le 20 février 2020 dans la revue Cell, l’halicin a un mode d’action différent de celui des antibiotiques traditionnels. Il perturbe la membrane cellulaire des bactéries, les empêchant de maintenir leur gradient électrochimique et de stocker de l’énergie. Mais il y a plus. Ce processus empêcherait, à terme, toute mutation, et limiterait ainsi drastiquement le développement du phénomène d’antibiorésistance.

Surpuissant

L’halicin, « cette molécule incroyable est sans conteste l’un des antibiotiques les plus puissants jamais découverts », affirme James Collins, auteur principal de l’étude. Il n’a fallu que 24 heures au nouveau composé pour tuer Acinetobacter Baumannii, bactérie impliquée dans de nombreuses infections nosocomiales, sur laquelle tous les antibiotiques existants s’étaient révélés jusqu’alors inefficaces… Des tests in vivo menés sur l’agent pathogène responsable de la tuberculose se sont également soldés par une victoire par K.O de la nouvelle molécule.

« Nous voulions développer une plateforme qui nous permettrait d’exploiter la puissance de l’intelligence artificielle pour inaugurer une nouvelle ère de découverte d’antibiotiques », poursuit le chercheur. Déjà, vingt-trois nouveaux antibiotiques ont été découverts par l’IA, dont deux seraient au moins aussi puissants que l’halicin. Prometteur si l’on considère que seulement soixante agents antibiotiques seraient actuellement en cours de développement dans le monde selon l’OMS.