Sitemap
انشر على موقع Pinterest
يختبر الباحثون طرقًا جديدة يقودها الذكاء الاصطناعي لإيجاد مضادات حيوية أكثر فاعلية.رصيد الصورة: جينارو ليوناردي / إيم / جيتي إيماجيس.
  • تتحسن مسببات الأمراض بشكل أفضل في مقاومة المضادات الحيوية الحالية ، وهي أزمة طبية في طور التكوين.
  • هناك سبب للاعتقاد بأن العديد من البكتيريا تحتوي على مضادات حيوية طبيعية وقوية لم يتم العثور عليها بعد.
  • تصف ورقة بحثية اكتشاف أحد هذه المضادات الحيوية ، والذي تم العثور عليه من خلال استخدام خوارزميات المعلومات الحيوية التي يمكنها التنبؤ بمنتجات مجموعات الجينات الصامتة للتخليق الحيوي.

دكتور.وصف سيزار دي لا فوينتي نونيز ، من كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا ، المشكلة لـ Medical News Today.

العديد من المضادات الحيوية لم تعد تعمل. الالتنبؤ الحاليهو أنه بحلول عام 2050 ، سيموت 10 ملايين شخص سنويًا في العالم من عدوى غير قابلة للعلاج.وأشار إلى أن هذا يعادل حالة وفاة واحدة كل ثلاث ثوانٍ.

قال الدكتور دي لا فوينتي نونيز: "بعبارة أخرى ، نحتاج حقًا إلى أساليب جديدة لعلاج البكتيريا المقاومة للأدوية."

نشر باحثون من معهد روكفلر في فيلادلفيا ، بنسلفانيا ، ورقة بحثية جديدة تقدم أحد هذه الأساليب.

يصف استخدام خوارزميات المعلومات الحيوية لاكتشاف عوامل المضادات الحيوية الطبيعية الموجودة "المختبئة" داخل البكتيريا التي يمكنها التغلب على مقاومة الأدوية.

تقدم الورقة cilagicin ، وهو مضاد حيوي جديد مقاوم للأدوية ، تم اكتشافه باستخدام العملية الجديدة.

قامت Cilagicin بحماية الفئران المهددة بالعدوى الحادة ، وأظهرت نشاطًا واسعًا وقويًا ومضادًا للميكروبات ضد العديد من مسببات الأمراض المقاومة للأدوية.

الدراسة التي كتبها د.Zongqiang Wang ، يظهر في Science.

لم يشارك الدكتور دي لا فوينتي نونيز في هذه الدراسة.

وعد وتحدي المضادات الحيوية الطبيعية المخفية

مراسل الدراسة د.شون ف.أخبر برادي MNT أن "أي من أكثر علاجاتنا فائدة تأتي من البكتيريا."

قال د.برادي.

وأشار إلى أنه "لسوء الحظ ، غالبًا ما يكون من الصعب إقناع البكتيريا المزروعة في المختبر بإنتاج جميع المضادات الحيوية المختلفة التي يمكنها صنعها".

دكتور.وأشار برادي: "تاريخيًا ، أظهرت حوالي 10٪ من مستخلصات مرق التخمير البكتيري نشاطًا مضادًا للبكتيريا. من الواضح الآن أنه حتى البكتيريا المدروسة جيدًا يمكن أن تحتوي على عدد كبير من مجموعات الجينات الصامتة للتخليق الحيوي (BCGs) ".

لا توجد طريقة لمعرفة ، اعترف د.برادي ، ما إذا كانت منتجات BCGs ستكون مفيدة مثل تلك التي تم التعبير عنها وتحديدها بسهولة.

ومع ذلك ، قال الدكتور دي لا فوينتي نونيز ، "[طريقة] جديدة للتفكير في هذا الأمر عن طريق تعليم أجهزة الكمبيوتر تصميم واكتشاف مضادات حيوية جديدة ، وهو المفهوم الأساسي لـ Wang et al. ورق."

الاكتشاف الحسابي

دكتور.أوضح برادي: "لذلك قمنا بتطوير نهج اكتشاف" خالٍ من البيولوجيا "حيث يتم استخدام خوارزميات المعلومات الحيوية للتنبؤ بالتركيبات الكيميائية التي تنتجها البكتيريا ، بدلاً من فك تشفير التعليمات الجينية باستخدام العمليات البيولوجية الطبيعية ، ثم يتم استخدام التخليق الكيميائي لبناء هذه المضادات الحيوية المحتملة. . "

تسمى الجزيئات التي تُشتق منها هذه المضادات الحيوية "المنتجات الطبيعية المعلوماتية الحيوية الاصطناعية (syn-BNPs)".

يعتقد الدكتور دي لا فوينتي نونيز: "نحن فقط نخدش السطح ، ولكن هناك مجموعات جينية حيوية مثيرة في العديد من البكتيريا التي يمكن أن ترمز لعقاقير جديدة". "هناك حاجة ماسة إلى مناهج خارج الصندوق ، وهذا العمل وهذا المجال البحثي هو مثال رائع لكيفية التفكير في مشكلة اكتشاف المضادات الحيوية بشكل مختلف."

ما وجدت الخوارزمية

باحثون من د.بحث مختبر برادي في قاعدة بيانات تضم حوالي 10000 BCGs عن الجينات التي قد تشفر المضادات الحيوية الببتيدية الدهنية المشفرة بالببتيدسينثيتاز.هذه الببتيدات الدهنية لها تاريخ في تثبيط نمو البكتيريا من خلال مجموعة متنوعة من أنماط العمل.

لم يتم استكشاف العديد من BCGs من قبل.أحدها ، والذي أطلق عليه الباحثون اسم الكتلة "cil" ، لفت انتباههم بسبب الأسلاف المشتركة القريبة التي تشترك فيها مع الجينات الأخرى المرتبطة بالمضادات الحيوية.

قام الباحثون بإدخاله في خوارزمية تنبأت بأن BCG ستنتج عدة مركبات ، بما في ذلك أحدها ، وهو cilagicin ، والذي كان مضادًا حيويًا نشطًا.

تم تحريض Cilagicin ضد العديد من البكتيريا المعروفة المقاومة للأدوية ، وأثبتت فعاليتها ضدها ، بما في ذلك تلك التي نمت خصيصًا لمقاومة السيلاجيسين.

اكتشفوا أن السيلاجيسين لا يسبب أي ضرر للخلايا البشرية ، وبمجرد تحويله إلى أمتوفر بيولوجياشكل المخدرات ، وقاوم الالتهابات في الفئران.

يقول الباحثون إن Cilagicin فعال للغاية في هزيمة البكتيريا المقاومة للأدوية ، بسبب جزيئين تعتمد عليهما البكتيريا للحفاظ على جدرانها الخلوية.

تُعرف الجزيئات باسم C55-P و C55-PP ، وترتبط معظم المضادات الحيوية بواحد أو آخر ، مما يجعلها عرضة لتطوير المقاومة.يمكن للبكتيريا المقاومة للأدوية أن تكتفي بجزيئها المتبقي.نظرًا لأن cilagicin يرتبط مع كليهما ، فإن البكتيريا ليس لها حل بديل ويتم هزيمتها.

خطوة إلى الأمام

يأمل الباحثون أن توفر العملية المذكورة في الورقة طريقة واحدة للخروج من أزمة مقاومة الأدوية.دكتور.قال برادي:

"سيعتمد الوقت المفيد المتبقي لترسانتنا الحالية من المضادات الحيوية تمامًا على مدى حرصنا في استخدامها. مع الإشراف الجيد ، آمل جدًا أن تستمر المضادات الحيوية الحالية لدينا لفترة كافية للسماح بتطوير الجيل التالي من المضادات الحيوية التي يعمل العلماء عليها اليوم ".

رحب الدكتور دي لا فوينتي نونيز بأسلوب الورقة البحثية ، حيث قال: "أنا أؤمن بإمكانات الذكاء الاصطناعي وأجهزة الكمبيوتر لمساعدتنا في تصميم واكتشاف مضادات حيوية جديدة. أعتقد أننا سنحتاج إلى دمج الذكاء الآلي مع الذكاء البشري لتحقيق ذلك ".

جميع الفئات: مدونات