Исследователи из Пенсильванского университета использовали искусственный интеллект для поиска антибиотиков в микробах, которые существуют на Земле миллиарды лет. Эти микроорганизмы называются археями, и в них обнаружены вещества, которые потенциально могут спасать человеческие жизни, пишет Interesting Еngineering.
Лаборатория, которую возглавляет Сезар де ла Фуэнте, уже искала новые антибиотики в грибах, бактериях и животных, а также в ДНК вымерших организмов и химических веществах в яде животных. Но микробы, в частности археи, отличаются от бактерий, растений, животных и грибов.
"Хотя они похожи на бактерии под микроскопом, археи отличаются биохимией, клеточными мембранами и общей генетикой", - пишут авторы статьи об исследовании, которое было опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Это позволяет археям существовать в самых неожиданных местах, таких как перегретые подводные жерла, горячие источники с бурными водами и другие экстремальные условия. Они могут выжить под сокрушительным давлением, воздействием токсичных химикатов и экстремальных температур.
Для выявления новых соединений в археях, которые могут привести к созданию антибиотиков следующего поколения, ученые использовали инструмент ИИ под названием APEX. Он проанализировал тысячи пептидов (коротких цепей аминокислот) с известными антимикробными свойствами. ИИ он может предсказать вероятность того, как заданная последовательность аминокислот будет иметь подобный эффект.
Когда они просканировали 233 вида архей, инструмент обнаружил более 12 000 потенциальных кандидатов на антибиотики. Команда назвала эти молекулы "археазинами". Химический анализ показал, что археазины отличаются от известных антимикробных пептидов (АМП). В частности, распределением их электрических зарядов.
На следующем этапе исследователи отобрали 90 археазинов для тестирования на природных бактериях.
Как работает механизм
Археазины атакуют внутренние защитные механизмы бактерии, нарушая электрические сигналы, которые поддерживают клетку жизнедеятельностью. Это контрастирует с другими известными АМП, которые атакуют внешние защитные механизмы бактерии.
На начальном этапе 80 археазинов были протестированы против болезнетворной и устойчивой к лекарствам бактерии. 93% из них обладали антимикробной активностью против по крайней мере одной бактерии, а 3 из них были отобраны для дальнейшего тестирования на животных моделях.
Через четыре дня после начала эксперимента все археазины остановили рост бактерий, устойчивых к лекарствам, которыми люди часто заражаются в больницах и среди которых был золотистый стафилококк. Большинство новых соединений оказались эффективными, а одно - археазин-73 - смогло успешно бороться с инфекцией у мышей, действуя не хуже известного антибиотика полимиксин B, который называют антибиотиком "последней меры" и который используется, когда другие препараты не помогают.
Больше новостей о борьбе с бактериями
Как писал УНИАН, исследователи из Техасского университета нашли способ, как бороться с устойчивыми к антибиотикам супербактериями с помощью обычной специи - куркумы. Оказалось, что если дать бактериям куркумин в качестве "пищи", а затем облучить их светом, внутри микробов начинаются разрушительные реакции. В результате даже устойчивые патогены погибают, что открывает новый подход к борьбе с ними.
