AI zbadała "arcydzieło ewolucji", przełom w kilka godzin. Zmieni oblicze medycyny?
Naukowcy połączyli siły ze sztuczną inteligencją, by przeanalizować jady m.in. węży i pająków. Po co? Eksperci zauważyli bowiem, że jad jako "arcydzieło ewolucji" ma potężny "potencjał przeciwdrobnoustrojowy". W ten sposób w przełomowym badaniu AI pomogła odkryć nowe potencjalne antybiotyki do walki z opornymi bakteriami.
Naukowcy na tropie nowych leków. Pomaga sztuczna inteligencja
Choć jad zwierząt kojarzy się głównie z zagrożeniem, naukowcy dostrzegli w nim ogromny potencjał terapeutyczny. Nowe badania pokazują, że substancje zawarte w jadach mogą stać się skuteczną bronią w walce z rosnącą opornością bakterii na antybiotyki - problemem, który odpowiada za miliony zgonów rocznie na całym świecie. Nowe, przełomowe odkrycie w tym obszarze to zasługa zespołu badawczego z Uniwersytetu Pensylwanii.
- Wzrost liczby patogenów opornych na antybiotyki, zwłaszcza bakterii Gram-ujemnych, podkreśla pilną potrzebę opracowania nowych terapii. Zakażenia lekooporne przyczyniają się obecnie do około 5 milionów zgonów rocznie, a jednocześnie tradycyjne odkrycia w dziedzinie antybiotykoterapii uległy znacznemu zahamowaniu - wyjaśniają naukowcy. - Jady stanowią ogromny i w dużej mierze niewykorzystany rezerwuar bioaktywnych cząsteczek o potencjale przeciwdrobnoustrojowym.
Jad może być ratunkiem. AI odkrywa nowe antybiotyki
Eksperci wykorzystali sztuczną inteligencję. Stworzyli model głębokiego uczenia o nazwie APEX, aby przeszukać gigantyczną bazę danych zawierającą ponad 40 milionów peptydów pochodzących z jadu - tzw. VEPs (venom encrypted peptides). W zaledwie kilka godzin AI zidentyfikowała 386 cząsteczek o cechach mogących świadczyć o działaniu przeciwbakteryjnym.
Z tego grona wybrano 58 obiecujących związków, które następnie zostały zsyntetyzowane i przetestowane w laboratorium. Efekt? Aż 53 z nich skutecznie eliminowały antybiotykooporne bakterie, jednocześnie nie wykazując toksycznego wpływu na ludzkie czerwone krwinki.
- Łącząc obliczeniową selekcję z tradycyjnymi eksperymentami laboratoryjnymi, przeprowadziliśmy jedno z najbardziej kompleksowych badań nad antybiotykami pochodzącymi z jadu - zaznaczył współautor badania, dr Marcelo Torres, adiunkt na Uniwersytecie Pensylwanii.
Groźne arcydzieło ewolucji może stać się bronią do walki z bakteriami
Naukowcy skupiają się teraz na chemicznej modyfikacji najbardziej obiecujących peptydów, by zwiększyć ich stabilność, skuteczność oraz bezpieczeństwo stosowania u ludzi. Celem jest opracowanie zupełnie nowych klas leków, które pokonają antybiotykooporne bakterie.
- Jady to arcydzieła ewolucji, a ich potencjał przeciwdrobnoustrojowy został zaledwie w niewielkim stopniu zbadany - powiedział dr César de la Fuente, starszy autor badania, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Pensylwanii.
To innowacyjne podejście rozszerzające analizę jadów może zrewolucjonizować medycynę, zwłaszcza że klasyczne antybiotyki coraz częściej zawodzą. Łączenie potęgi natury w postaci toksyn ewoluujących przez lata stworzeń z mocą sztucznej inteligencji wydaje się być obiecującym podejściem na przyszłość. Wyniki badań opublikowano na łamach "Nature: Communications".
