Znanstveniki so s pomočjo umetne inteligence odkrili nove antibiotike v beljakovinah mikroorganizmov, ki živijo v ekstremnih okoljih. Odkritje daje upanje za nova zdravila, ki bodo pomagala v boju proti bakterijam, ki so odporne na sedanje antibiotike.
Številne bakterije so razvile odpornost na antibiotike / Pxhere photo
Raziskovalci z univerze v Pensilvaniji so s pomočjo umetne inteligence poiskali antibiotike v mikrobih, ki na Zemlji obstajajo že milijarde let. Ti mikroorganizmi se imenujejo arheje, v njih pa so našli snovi, ki bi lahko potencialno reševale človeška življenja, piše Interesting Engineering.
Laboratorij, ki ga vodi Cesar de la Fuente, je nove antibiotike že iskal v glivah, bakterijah in živalih, pa tudi v DNK izumrlih organizmov in kemikalijah v živalskem strupu. Toda mikrobi, zlasti arheje, se razlikujejo od bakterij, rastlin, živali in gliv.
“Čeprav so pod mikroskopom videti kot bakterije, se arheje razlikujejo po biokemiji, celičnih membranah in skupni genetiki,” so o študiji, objavljeni v reviji Nature Microbiology, zapisali avtorji članka.
Zaradi tega lahko arheje obstajajo na najbolj nepričakovanih mestih, kot so pregreti podvodni vrelci, vroči izviri z razburkanimi vodami in drugi ekstremni pogoji. Preživijo lahko pritiske, strupene kemikalije in ekstremne temperature.
Znanstveniki so z orodjem umetne inteligence, imenovanim APEX, v arhejah prepoznali nove spojine, ki bi lahko vodile do nove generacije antibiotikov. Analizirali so na tisoče peptidov (kratke verige aminokislin) z znanimi protimikrobnimi lastnostmi. S pomočjo umetne inteligence lahko predvidi verjetnost, da bo imelo določeno aminokislinsko zaporedje podoben učinek.
Ko so pregledali 233 vrst arhej, je orodje našlo več kot 12.000 potencialnih kandidatov za antibiotike. Ekipa je te molekule poimenovala “arheazini”. Kemijska analiza je pokazala, da se arheazini razlikujejo od znanih protimikrobnih peptidov (AMP). Zlasti po porazdelitvi njihovih električnih nabojev.
V naslednjem koraku so raziskovalci izbrali 90 arheazinov za testiranje na naravnih bakterijah.Kako mehanizem deluje
Arheazini napadejo notranje obrambne mehanizme bakterije tako, da prekinejo električne signale, ki ohranjajo celico pri življenju. To je v nasprotju z drugimi znanimi AMP, ki napadajo zunanje obrambne mehanizme bakterije.
Na začetku so 80 arheazinov testirali na patogenih bakterijah in bakterijah, odpornih na zdravila. Kar 93 % jih je imelo protimikrobno delovanje proti vsaj eni bakteriji, 3 od njih pa so bile izbrane za nadaljnje testiranje na živalskih modelih.
Štiri dni po poskusu so vsi arheazini ustavili rast bakterij, odpornih na zdravila, s katerimi se pogosto okužijo ljudje v bolnišnicah, med njimi pa je bil tudi Staphylococcus aureus. Večina novih spojin je bila učinkovita, ena od njih – arheazin-73 – pa se je uspešno borila proti okužbi pri miših in delovala enako dobro kot znani antibiotik polimiksin B, ki ga imenujemo antibiotik “zadnje možnosti” in ga uporabljamo, ko druga zdravila odpovedo.
Več novic o boju proti bakterijam
Kot piše My, so raziskovalci z Univerze v Teksasu odkrili način za boj proti superbakterijam, odpornim na antibiotike, s pomočjo običajne začimbe – kurkume. Izkazalo se je, da če bakterijam damo kurkumin kot “hrano” in jih nato obsevamo s svetlobo, se v mikrobih začnejo uničujoče reakcije. Posledično so uničeni celo odporni patogeni, kar odpira nov pristop k boju proti njim.
