Sitemap
Oszd meg a Pinteresten
A kutatók új, mesterséges intelligencia által vezetett módszereket tesztelnek, hogy hatékonyabb antibiotikumokat találjanak.A kép jóváírása: Gennaro Leonardi/EyeEm/Getty Images.
  • A kórokozók egyre jobban ellenállnak a jelenlegi antibiotikumoknak, ami egy kialakulóban lévő orvosi válságnak.
  • Okkal feltételezhető, hogy sok baktérium tartalmaz természetes, erős antibiotikumot, amelyet még nem találtak.
  • Egy cikk leírja egy ilyen antibiotikum felfedezését, amelyet olyan bioinformatikai algoritmusok segítségével találtak meg, amelyek képesek előre jelezni a csendes bioszintetikus génklaszterek termékeit.

Dr.Cesar de la Fuente-Nunez, a philadelphiai Pennsylvaniai Egyetem Perelman Orvostudományi Karának munkatársa ismertette a problémát a Medical News Today-nek.

„Sok antibiotikum már nem működik. Azjelenlegi előrejelzésaz, hogy 2050-re évente 10 millió ember fog meghalni a világon a kezelhetetlen fertőzések következtében.Ez három másodpercenként egy halálesetnek felel meg” – jegyezte meg.

„Más szóval – mondta Dr. de la Fuente-Nunez –, valóban új megközelítésekre van szükségünk a gyógyszerrezisztens baktériumok kezelésére.

A philadelphiai Rockefeller Intézet kutatói nemrégiben publikáltak egy új tanulmányt, amely egy ilyen megközelítést mutat be.

Leírja a bioinformatikai algoritmusok használatát a baktériumokban „bújó” létező természetes antibiotikumok felfedezésére, amelyek képesek legyőzni a gyógyszerrezisztenciát.

A cikk bemutatja a cilagicint, egy új, gyógyszer-rezisztens antibiotikumot, amelyet az új eljárással fedeztek fel.

A Cilagicin megvédte az akut fertőzés által fenyegetett egereket, és széles körű, erős antimikrobiális aktivitást mutatott számos gyógyszerrezisztens kórokozóval szemben.

A tanulmány, amelynek vezető szerzője Dr.Zongqiang Wang, megjelenik a Science-ben.

Dr. de la Fuente-Nunez nem vett részt ebben a vizsgálatban.

A rejtett természetes antibiotikumok ígérete és kihívása

A tanulmány levelező szerzője, Dr.Sean F.Brady az MNT-nek azt mondta, hogy „a leghasznosabb gyógyászati ​​​​készítményeink közül sok baktériumból származik”.

„Az antibiotikumok – és más természetes gyógymódok – azonosításának hagyományos módszerei biológiai folyamatokon, azaz a fermentáción alapulnak, hogy a bakteriális genomokban található genetikai utasításokat antibiotikummá alakítsák” – mondta dr.Brady.

"Sajnos gyakran nehéz rávenni a laboratóriumban termesztett baktériumokat az összes olyan antibiotikum előállítására, amelyet képesek előállítani" - mutatott rá.

Dr.Brady megjegyezte: „Történelmileg a bakteriális fermentációs tápleves kivonatok körülbelül 10%-a mutatott antibakteriális aktivitást. Ma már világos, hogy még a nagyon jól tanulmányozott baktériumok is tartalmazhatnak nagyszámú csendes bioszintetikus génklasztert (BCG).

Nem lehet tudni – ismerte el dr.Brady, vajon ezeknek a BCG-knek a termékei ugyanolyan hasznosak lesznek-e, mint azok, amelyeket könnyen kifejeztek és azonosítottak.

Ennek ellenére, mondta Dr. de la Fuente-Nunez, „az egyik módja ennek az, hogy megtanítjuk a számítógépeket új antibiotikumok tervezésére és felfedezésére, ami a gyönyörű Wang és társai alapgondolata. papír."

Algoritmikus felfedezés

Dr.Brady kifejtette: „Ezért kidolgoztunk egy „biológiamentes” felfedezési megközelítést, ahol a genetikai utasítások természetes biológiai folyamatokkal történő dekódolása helyett bioinformatikai algoritmusokat használnak a baktériumok által termelt kémiai struktúrák előrejelzésére, majd kémiai szintézist alkalmaznak ezeknek a potenciális antibiotikumoknak a létrehozására. .”

Azokat a molekulákat, amelyekből ezek az antibiotikumok származnak, „szintetikus bioinformatikai természetes termékeknek (syn-BNP)” nevezik.

„Csak a felszínt kapargatjuk, de számos baktériumban izgalmas bioszintetikus géncsoportok találhatók, amelyek potenciálisan új gyógyszereket kódolhatnak” – véli Dr. de la Fuente-Nunez. "Sürgősen szükség van a dobozon kívüli megközelítésekre, és ez a munka és ez a kutatási terület nagyszerű példa arra, hogyan lehet másként gondolkodni az antibiotikumok felfedezésének problémájáról."

Amit az algoritmus talált

A kutatók Dr.Brady laboratóriuma körülbelül 10 000 BCG-t tartalmazó adatbázisban keresett olyan géneket, amelyek nem riboszómális peptidszintetáz által kódolt lipopeptid antibiotikumokat kódolhatnak.Ezek a lipopeptidek számos hatásmódon keresztül gátolták a baktériumok növekedését.

Sok BCG-t korábban nem vizsgáltak.Az egyik, amelyet a kutatók „cil” klaszternek neveztek el, az antibiotikumokhoz kapcsolódó más génekkel közös ősei miatt ragadta meg figyelmüket.

A kutatók beépítették egy olyan algoritmusba, amely azt jósolta, hogy a BCG számos vegyületet termel majd, köztük egyet, a cilagicint, amely aktív antibiotikum volt.

A cilagicint számos ismert, gyógyszerrezisztens baktériummal szemben állították szembe, és hatásosnak bizonyult, beleértve azokat is, amelyeket kifejezetten a cilagicinnel szemben termesztettek.

Felfedezték, hogy a cilagicin sem okozott kárt az emberi sejtekben, és egyszer átalakult abiológiailag hozzáférhetőgyógyszerforma, leküzdötte az egerek fertőzéseit.

A kutatók szerint a Cilagicin olyan hatékony a gyógyszerrezisztens baktériumok legyőzésében, mivel két olyan molekulától függ, amelyektől a baktériumok sejtfalaik fenntartásában működnek.

A molekulák C55-P és C55-PP néven ismertek, és a legtöbb antibiotikum kötődik az egyikhez vagy a másikhoz, ami hajlamossá teszi őket a rezisztencia kialakulására.A gyógyszerrezisztens baktériumok beérik egyetlen megmaradt molekulájukkal.Mivel a cilagicin mindkettőhöz kötődik, a baktériumoknak nincs megoldása, és legyőzik őket.

Egy lépés előre

A kutatók azt remélik, hogy a dolgozatban bemutatott folyamat egy kiutat jelenthet a kábítószer-rezisztencia válságunkból.Dr.Brady azt mondta:

„Jelenlegi antibiotikum-arzenálunk hátralévő hasznos ideje teljes mértékben attól függ, hogy mennyire óvatosan használjuk azt. Jó gondozás mellett nagyon remélem, hogy a jelenlegi antibiotikumaink elég sokáig eltarthatnak ahhoz, hogy lehetővé tegyék az antibiotikumok következő generációjának kifejlesztését, amelyen a tudósok ma is dolgoznak.”

Dr. de la Fuente-Nunez üdvözli az újság megközelítését, aki a következőket mondta: „Hiszek a mesterséges intelligencia és a számítógépek abban rejlő lehetőségében, hogy segíthetnek nekünk új antibiotikumok tervezésében és felfedezésében. Úgy gondolom, hogy ehhez a gépi intelligenciát az emberi intelligenciával kell egyesítenünk.”

Minden kategória: Blog