Вчені знайшли в мікробах зброю для боротьби з бактеріями, стійкими до антибіотиків
Вчені використали ШІ для пошуку нових антибіотиків в археях — мікроорганізмах, здатних виживати в екстремальних умовах.
Дослідники з Пенсильванського університету виявили нові потенційні антибіотики в мікроорганізмах, які існують на Землі мільярди років — археях. Для цього вони використали штучний інтелект, повідомляє Interesting Engineering.
Археї — це мікроби, які зовні нагадують бактерії, але мають унікальну біохімію, клітинні мембрани та генетичну структуру. Саме ці особливості дозволяють їм виживати в екстремальних умовах — від перегрітих підводних жерел до токсичних середовищ із високим тиском і температурою.
Лабораторія під керівництвом Сезара де ла Фуенте вже досліджувала антибіотичні властивості грибів, бактерій, тварин, а також ДНК вимерлих організмів і токсичних речовин. Цього разу команда звернула увагу на археї.
За допомогою інструменту штучного інтелекту APEX було проаналізовано тисячі пептидів — коротких ланцюгів амінокислот з антимікробними властивостями. APEX здатен прогнозувати, чи матиме певна послідовність амінокислот антибактеріальний ефект.
Після сканування 233 видів архей ШІ виявив понад 12 000 потенційних молекул, які можуть стати основою нових антибіотиків. Їх назвали «археазинами». Хімічний аналіз показав, що археазини мають унікальні електричні характеристики, які відрізняють їх від відомих антимікробних пептидів.
На наступному етапі дослідники відібрали 90 археазинів для тестування. Вони атакують внутрішні механізми бактерій, порушуючи електричні сигнали, що підтримують життєдіяльність клітини — на відміну від традиційних пептидів, які діють на зовнішню оболонку.
У першій фазі 80 археазинів протестували проти хвороботворних бактерій, стійких до ліків. 93% з них показали антимікробну активність, а три — відібрали для подальших досліджень на тваринних моделях.
Через чотири дні експерименту всі археазини зупинили ріст стійких до ліків бактерій, зокрема золотистого стафілокока — одного з найпоширеніших збудників інфекцій у лікарнях. Особливо ефективним виявився археазин-73, який успішно бореться з інфекцією у мишей і не поступається полімиксину B — антибіотику «останнього заходу», що застосовується, коли інші препарати не діють.
