Pomocí umělé inteligence objevili vědci nová antibiotika v bílkovinách mikroorganismů, které žijí v extrémních podmínkách. Tento objev dává naději na nové léky, které pomohou v boji proti bakteriím odolným vůči současným antibiotikům.
Mnoho bakterií si vyvinulo odolnost vůči antibiotikům / Pxhere photo
Vědci z Pensylvánské univerzity použili umělou inteligenci k hledání antibiotik u mikrobů, které na Zemi existují již miliardy let. Tyto mikroorganismy se nazývají archea a našli v nich látky, které by potenciálně mohly zachránit lidské životy, píše server Interesting Engineering.
Laboratoř, kterou vede Cesar de la Fuente, již hledala nová antibiotika v houbách, bakteriích a zvířatech a také v DNA vyhynulých organismů a chemických látkách ve zvířecím jedu. Mikrobi, zejména archea, se však od bakterií, rostlin, živočichů a hub liší.
„Ačkoli pod mikroskopem vypadají jako bakterie, archea se liší biochemií, buněčnými membránami a společnou genetikou,“ píší autoři článku o studii, která byla publikována v časopise Nature Microbiology.
Díky tomu mohou archea existovat na těch nejneočekávanějších místech, jako jsou přehřáté podvodní průduchy, horké prameny s neklidnou vodou a další extrémní podmínky. Dokážou přežít drtivé tlaky, toxické chemikálie a extrémní teploty.
Vědci použili nástroj umělé inteligence nazvaný APEX k identifikaci nových sloučenin v archeích, které by mohly vést k nové generaci antibiotik. Analyzovali tisíce peptidů (krátkých řetězců aminokyselin) se známými antimikrobiálními vlastnostmi. Pomocí AI dokáže předpovědět pravděpodobnost, že daná sekvence aminokyselin bude mít podobný účinek.
Když prověřili 233 druhů archeí, nástroj našel více než 12 000 potenciálních kandidátů na antibiotika. Tým tyto molekuly pojmenoval „archeaziny“. Chemická analýza odhalila, že archeaziny se liší od známých antimikrobiálních peptidů (AMP). Zejména rozložením svých elektrických nábojů.
V dalším kroku vědci vybrali 90 archaeazinů pro testování na přírodních bakteriích.
Jak mechanismus funguje
Archeasiny napadají vnitřní obranné mechanismy bakterie tím, že narušují elektrické signály, které udržují buňku při životě. To je rozdíl od jiných známých AMP, které napadají vnější obranné mechanismy bakterie.
Původně bylo testováno 80 archeasinů proti patogenním a vůči lékům rezistentním bakteriím. U 93 % z nich byla zjištěna antimikrobiální aktivita proti alespoň jedné bakterii a 3 z nich byly vybrány pro další testování na zvířecích modelech.
Po čtyřech dnech experimentu všechny archeaziny zastavily růst bakterií rezistentních vůči lékům, kterými se lidé často nakazí v nemocnicích a mezi nimiž byl i Staphylococcus aureus. Většina nových sloučenin byla účinná a jedna z nich – archeazin-73 – dokázala úspěšně bojovat s infekcí u myší a působila stejně dobře jako známé antibiotikum polymyxin B, které se nazývá antibiotikum „poslední záchrany“ a používá se, když ostatní léky selžou.
Další zprávy o boji s bakteriemi
Jak napsala agentura My, vědci z Texaské univerzity našli způsob, jak bojovat proti superbakteriím odolným vůči antibiotikům pomocí obyčejného koření – kurkumy. Ukázalo se, že pokud bakteriím podáte kurkumin jako „potravu“ a pak je ozáříte světlem, začnou uvnitř mikrobů probíhat destruktivní reakce. Výsledkem je, že jsou zničeny i odolné patogeny, což otevírá nový přístup k boji s nimi.
