Inteligența Artificială a găsit aproape un milion de surse de antibiotice în natură
Într-un progres semnificativ în lupta împotriva rezistenței la antibiotice, o echipă internațională de cercetători a utilizat puterea Inteligenței Artificiale (AI) pentru a descoperi aproape un milion de noi surse potențiale de antibiotice în lumea naturală.
Conduși de profesorul asociat Luis Pedro Coelho, biolog computațional la Queensland University of Technology (QUT; din Australia), echipa de cercetare a folosit învățarea automată pentru a analiza peste 60.000 de metagenomuri, adică vaste colecții de material genetic din diverse medii, cum ar fi sol, oceane și intestinul uman.
„Am folosit seturi de date care erau disponibile public. Acestea fuseseră colectate în general pentru alte scopuri”, a spus profesorul Coelho.
Abordarea inovatoare alimentată de AI i-a permis echipei să identifice un număr uluitor de 863.498 de peptide antimicrobiene promițătoare, molecule mici cu potențialul de a ucide sau inhiba creșterea bacteriilor dăunătoare.
Pentru a valida aceste surse potențiale de antibiotice, cercetătorii au testat 100 de peptide sintetizate în laborator împotriva unor patogeni clinici semnificativi.
Cum au fost testate aproape un milion de surse potențiale de antibiotice?
„Am testat unele peptide care erau deosebit de promițătoare, dar, important, am testat și unele peptide alese complet aleatoriu din setul nostru de date (pentru a oferi o estimare nepărtinitoare a cât de bun este setul nostru de date)”, a declarat profesorul Coelho.
Rezultatele testelor au arătat că 79 de peptide puteau să perturbe membranele bacteriene, iar 63 au vizat specific bacterii rezistente la antibiotice precum Staphylococcus aureus și Escherichia coli, indică Interesting Engineering.
Aceste rezultate sunt deosebit de încurajatoare, deoarece sugerează că aceste peptide ar putea fi eficiente împotriva unora dintre cele mai periculoase și dificil de tratat infecții.
Testele preclinice suplimentare pe șoareci au arătat că două dintre peptide erau remarcabil de puternice, reducând bacteriile cu până la patru ordine de mărime. Efectele au fost comparabile cu cele ale polimixinei B, un antibiotic utilizat în mod obișnuit, demonstrând potențialul acestor peptide nou descoperite pentru aplicații terapeutice.
„Ceea ce măsurăm este scăderea încărcăturii bacteriene după aplicarea topică a peptidelor candidate și comparăm cu un control pozitiv (care este un antibiotic utilizat în clinică)”, a declarat profesorul Coelho.
De ce caută oamenii de știință noi antibiotice?
El a subliniat potențialul peptidelor pentru un spectru de activitate mult mai specific. „Pentru antibioticele convenționale, chiar și antibioticele cu ‘spectru îngust’ vizează un număr mare de organisme, în timp ce peptidele ar putea fi mult mai specifice”, a spus el.
De asemenea, omul de știință a explicat modul în care aceste peptide sunt mult mai bune decât antibioticele tradiționale. „Faptul că antibioticele perturbă microbiomul intestinal normal ar trebui văzut ca un efect secundar negativ al administrării lor. Astfel, reducerea potențială a acestui efect secundar ar putea fi un mare beneficiu”, a afirmat profesorul.
Pentru a facilita cercetările și dezvoltarea ulterioară, echipa a creat AMPSphere, o bază de date accesibilă public care conține toate peptidele identificate. Această resursă valoroasă este de așteptat să accelereze descoperirea de noi antibiotice și să contribuie la lupta continuă împotriva rezistenței antimicrobiene.
„În prezent, continuăm să explorăm aspectele științifice de bază. Ce ne-am dori cu adevărat să putem face mai bine este să prezicem și să ajustăm specificitatea peptidelor. De asemenea, încercăm să dezvoltăm abordări pentru a putea testa candidații mai rapid”, a concluzionat Coelho.
Folosind puterea AI pentru a explora vasta diversitate genetică a lumii naturale, cercetătorii au deschis o gamă largă de posibilități pentru dezvoltarea de medicamente salvatoare.
Descoperirile studiului vin cu un accent reînnoit pe combaterea rezistenței antimicrobiene (AMR), pe măsură ce umanitatea se confruntă cu un număr tot mai mare de superbacterii rezistente la medicamentele actuale.
AMR este o criză de sănătate globală, Organizația Mondială a Sănătății avertizând că ar putea duce la 10 milioane de decese anual până în 2050 dacă nu este ținută sub control. Dezvoltarea de noi antibiotice este crucială pentru a combate această amenințare, deoarece multe dintre medicamentele existente devin din ce în ce mai ineficiente împotriva bacteriilor rezistente.
Vă recomandăm să citiți și:
Erbicid controversat, găsit în mai bine de jumătate dintre probele de spermă
S-a confirmat: exercițiile fizice încetinesc percepția asupra timpului!
Peste 57.000 de celule și 150 de milioane de conexiuni, prezente într-o mostră infimă de creier uman
Alergătorii de elită trăiesc mai mult, au descoperit oamenii de știință