Közel egymillió potenciális antibiotikum-forrást segíthet találni az MI

Luis Pedro Coelho, a Queenslandi Műszaki Egyetem (QUT) számítógépes biológusa által vezetett kutatócsoport gépi tanulást használt több mint 60.000 metagenom elemzésére, vagyis a különböző környezetekből származó genetikai anyag hatalmas gyűjteményének elemzésére, beleértve a talajt, az óceánokat és az emberi beleket. „Nyilvánosan elérhető adatkészleteket használtunk, amiket általában más célokra gyűjtöttek” – mondta Coelho.

Hatékony a súlyos fertőzések ellen

Az innovatív, mesterséges intelligencia által vezérelt megközelítés lehetővé tette a csapat számára, hogy azonosítsanak egy elképesztő 863.498 ígéretes antimikrobiális peptidet, olyan kis molekulát, amelyek képesek elpusztítani vagy gátolni a káros baktériumok növekedését. Eredményeik validálására a kutatók 100 laboratóriumi peptidet teszteltek klinikailag veszélyes kórokozókkal szemben.

A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy 79 peptid képes megzavarni a bakteriális membránokat, és 63 kifejezetten célzott antibiotikum-rezisztens baktérium, például a Staphylococcus aureus és az Escherichia coli. Ezek az eredmények különösen biztatóak, mivel azt sugallják, hogy ezek a peptidek hatékonyak lehetnek a legveszélyesebb és legnehezebben kezelhető fertőzések ellen.

További, egereken végzett preklinikai kísérletek kimutatták, hogy a peptidek közül kettő rendkívül erős, és akár négy nagyságrenddel is csökkentette a baktériumok számát. A hatások hasonlóak voltak a polimixin B, egy általánosan használt antibiotikum hatásához, bizonyítva az újonnan felfedezett peptidek terápiás alkalmazási lehetőségeit.

Jobb, mint a hagyományos antibiotikumok

„Amit mérünk, az a bakteriális terhelés csökkenése a jelölt peptidek helyi alkalmazása után, összehasonlítva a pozitív kontrollal, amely során egy klinikailag használt antibiotikumot nézünk. A hagyományos antibiotikumok esetében még a „szűk spektrumú” antibiotikumok is nagyszámú organizmust céloznak meg, míg a peptidek potenciálisan sokkal specifikusabbak. Ezek a peptidek sokkal jobbak, mint a hagyományos antibiotikumok. Azt a tényt, hogy az antibiotikumok megzavarják a normál bélmikrobiómát, a szedésük negatív mellékhatásaként kell tekinteni. Így ennek a mellékhatásnak a potenciális csökkentése nagy előnyt jelenthet” – emelte ki Coelho.

A fenyegetettség valós

A további kutatás és fejlesztés elősegítése érdekében a csapat létrehozta az AMPSphere-t, egy nyilvánosan elérhető adatbázist, amely az összes azonosított peptidet tartalmazza. Ez az értékes erőforrás várhatóan felgyorsítja az új antibiotikumok felfedezését, és hozzájárul az antimikrobiális rezisztencia elleni küzdelemhez.

A mesterséges intelligencia segítségével lehetőség van a genetikai sokféleség feltárására a természetben, ami hozzásegíti a kutatókat az életmentő gyógyszerek kifejlesztéséhez. A tanulmány eredményei újból az antimikrobiális rezisztencia (AMR) elleni küzdelemre helyezik a hangsúlyt, mivel az emberiség a jelenlegi gyógyszerekkel szemben rezisztens szuperbaktériumok növekvő számával szembesül.

Az AMR egy globális egészségügyi válság, és az Egészségügyi Világszervezet arra figyelmeztet, hogy 2050-re évente 10 millió halálesethez vezethet, ha nem kezelik. Az új antibiotikumok kifejlesztése kulcsfontosságú e fenyegetés leküzdéséhez, mivel számos meglévő gyógyszer egyre hatástalanabb a rezisztens baktériumokkal szemben – számol be a kutatás eredményeiről az Interesting Engineering.