Дослідники з Пенсильванського університету використали штучний інтелект для пошуку антибіотиків в мікробах, які існують на Землі мільярди років. Ці мікроорганізми називаються археями, і в них виявлені речовини, які потенційно можуть рятувати людські життя, пише Іnteresting Еngineering.
Лабораторія, яку очолює Сезар де ла Фуенте, вже шукала нові антибіотики в грибах, бактеріях та тваринах, а також в ДНК вимерлих організмів і хімічних речовинах в отруті тварин. Але мікроби, зокрема археї, відрізняються від бактерій, рослин, тварин і грибів.
"Хоча вони схожі на бактерії під мікроскопом, археї відрізняються біохімією, клітинними мембранами та загальною генетикою", - пишуть автори статті про дослідження, яке було опубліковано в журналі Nature Microbiology.
Це дозволяє археям існувати в найнесподіваніших місцях, таких як перегріті підводні жерла, гарячі джерела з бурхливими водами та інші екстремальні умови. Вони можуть вижити під нищівним тиском, впливом токсичних хімікатів та екстремальних температур.
Для виявлення нових сполук в археях, які можуть призвести до створення антибіотиків наступного покоління, вчені використали інструмент ШІ під назвою APEX. Він проаналізував тисячі пептидів (коротких ланцюгів амінокислот) з відомими антимікробними властивостями. ШІ він може передбачити ймовірність того, як задана послідовність амінокислот матиме подібний ефект.
Коли вони просканували 233 види архей, інструмент виявив понад 12 000 потенційних кандидатів на антибіотики. Команда назвала ці молекули "археазинами". Хімічний аналіз показав, що археазини відрізняються від відомих антимікробних пептидів (АМП). Зокрема, розподілом їхніх електричних зарядів.
На наступному етапі дослідники відібрали 90 археазинів для тестування на природних бактеріях.
Як працює механізм
Археазини атакують внутрішні захисні механізми бактерії, порушуючи електричні сигнали, які підтримують клітину життєдіяльністю. Це контрастує з іншими відомими АМП, які атакують зовнішні захисні механізми бактерії.
На початковому етапі 80 археазинів було протестовано проти хвороботворної та стійкої до ліків бактерії. 93% з них мали антимікробну активність проти принаймні однієї бактерії, а 3 з них були відібрані для подальшого тестування на тваринних моделях.
Через чотири дні після початку експерименту всі археазини зупинили ріст бактерій, стійких до ліків, якими люди часто заражаються в лікарнях і серед яких був золотистий стафілокок. Більшість нових сполук виявилися ефективними, а одна — археасин-73 — змогла успішно боротися з інфекцією в мишей, діючи не гірше за відомий антибіотик полімиксин B, який називають антибіотиком "останнього заходу" і який використовується, коли інші препарати не допомагають.
Більше новин про боротьбу з бактеріями
Як писав УНІАН, дослідники з Техаського університету знайшли спосіб, як боротися зі стійкими до антибіотиків супербактеріями за допомогою звичайнохї спеції - куркуми. Виявилося, що якщо дати бактеріям куркумін як "їжу", а потім опромінити їх світлом, усередині мікробів починаються руйнівні реакції. У результаті навіть стійкі патогени гинуть, що відкриває новий підхід до боротьби з ними.
