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Un nouvel antibiotique découvert par une IA

par Etienne Henri

L’actualité nous rappelle, si besoin était, à quel point nous sommes vulnérables face aux maladies infectieuses. A titre individuel comme collectif, nous restons à la merci d’agents pathogènes anciens ou nouveaux.

L’expérience nous montre que les progrès de la médecine sont plus cycliques que définitifs. Si nous sommes parvenus à éradiquer certaines pathologies comme la variole, d’autres que l’on pensait en voie de disparition reviennent sur le devant de la scène.

Parfois, la cause des résurgences est due aux comportements sociétaux comme dans le cas de la rougeole, qui connaît une forte recrudescence à la faveur du mouvement antivax.

Dans d’autres cas, comme pour la tuberculose, le phénomène est plus inquiétant. Certaines lignées de bactéries développent une résistance aux antibiotiques et les souches résistantes envahissent la planète.

La résistance aux antibiotiques, problème de santé publique majeur

Nous pensions que les antibiotiques de première génération étaient une solution définitive aux infections bactériennes : cela n’a pas été le cas. Des antibiotiques de seconde et de troisième génération ont dû être trouvés… et cette course en avant n’est pas toujours couronnée de succès.

Il est aujourd’hui possible de mourir de la tuberculose en cas de contamination par une souche dite « ultra-résistante ». Lorsque les bactéries deviennent résistantes à plus de quatre antibiotiques différents, les options de traitement deviennent limitées et le patient se retrouve dans la situation peu enviable des malades avant la découverte de la pénicilline.

Telle une ressource non-renouvelable, les antibiotiques étaient, ces dernières années, découverts plus lentement que les résistances n’apparaissaient. C’est pour cette raison que l’OMS a classé l’antibio-résistance « problème majeur de santé publique qui compromet les succès remportés en matière de lutte [antibiotique] ».

Il y a quelques jours, les chercheurs du MIT ont publié des résultats qui vont redonner espoir aux malades et à l’ensemble du corps médical.

Ils ont découvert que l’halicine, une molécule envisagée comme traitement anti-diabétique il y a dix ans, possède d’intéressantes propriétés antibiotiques. Outre l’intérêt médical direct de cette nouvelle découverte, c’est la manière dont elle a été faite qui est intéressant.

Le travail de sélection n’a pas été fait directement par les chercheurs, mais par une IA.

Quand une IA remplace des milliers de chercheurs

La découverte de molécules antibiotiques est particulièrement laborieuse.

Elle relève soit du hasard, comme ce fut le cas pour la pénicilline, soit d’un travail éreintant d’essais successifs. Pour être exhaustif, il n’existe pas d’autres solutions que de tester, les unes après les autres, un nombre toujours plus grand de molécules en présence d’agents pathogènes pour vérifier si elles ont un effet bactéricide.

Pour cesser de travailler à l’aveugle, les chercheurs du MIT ont eu l’idée de confier la pré-sélection des molécules à une IA.

Dans un premier temps, ils l’ont entrainée en lui présentant les antibiotiques connus à ce jour. Le but de cette étape était de voir si l’IA était capable, sans autres informations, de déterminer elle-même ce qui fait qu’une molécule a un effet antibiotique.

Ils ont ensuite injecté dans l’IA une pré-sélection de 107 millions de molécules (parmi les 1,5 milliards que compte la pharmacopée actuelle) en lui demandant de sortir une liste d’antibiotiques potentiels.

L’IA a fourni, en quelques heures, une sélection de 23 molécules prometteuses.

Les chercheurs n’ont eu qu’à les tester dans des boîtes de pétri pour déterminer rapidement que l’une d’entre elles, l’halicine possède une activité antibiotique incontestable. Certaines autres molécules retenues par l’IA, même si leur efficacité n’a pas encore été démontrée, sont également jugées « prometteuse » par l’équipe de James Collins.

En haut, des boites de pétri contaminées et traitées par halicine. En bas, les boites-témoin. Crédit : MIT.

Une mine d’or pour l’industrie pharmaceutique

 N’ayant jamais été utilisée comme antibiotique, l’halicine ne connaît à ce jour aucune pharmaco-résistance.

Les souches bactériennes les plus problématiques comme la tuberculose et les entérobactéries multi-résistantes se sont montrées sensibles à son action.

Au-delà de l’intérêt immédiat que présente cette molécule pour augmenter notre arsenal thérapeutique, la méthode de sélection permet d’espérer la découverte de nombreux antibiotiques de nouvelle génération.

Tester in vitro une centaine de million de composés aurait été une tâche titanesque qu’aucun gouvernement, ni aucun laboratoire pharmaceutique n’aurait été capable de financer. Laisser une IA tourner plusieurs heures ne coûte que quelques euros d’électricité, et il ne fait nul doute que, suite à la publication de cette étude, les laboratoires vont s’engouffrer dans la brèche pour explorer l’élaboration « in silico » de nouveaux médicaments.

Des essais nucléaires aux tests en soufflerie d’avions en passant par les crash-test automobiles, l’informatisation des expériences a bouleversé des pans entiers de notre industrie. Chaque fois que les simulations informatiques ont remplacé les expérimentations coûteuses, dangereuses, et polluantes, les progrès ont été exponentiels.

Les thérapies médicamenteuses n’avaient, jusqu’ici, jamais franchi le pas. La publication des chercheurs du MIT vient prouver que l’IA est tout à fait capable d’accompagner le secteur pharmaceutique dans cette révolution.

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