Тези молекули атакуват вътрешността на бактериите
Едноклетъчни организми, оцелели в продължение на милиарди години, известни като археи, съдържат вещества с мощна антибиотична активност, които биха могли да формират основата за нови лекарства срещу антибиотична резистентност, според проучване на Университета на Пенсилвания в САЩ, цитирано от Interesting Engineering
Микробите, и по-специално археите, се различават значително от бактериите, растенията, животните и гъбите. Въпреки че приличат на бактериите, археите се различават по своята биохимия, клетъчни мембрани и генетика. Те оцеляват в екстремни среди, като горещи извори, подводни вулканични отвори и зони с висока токсичност – факт, който може да ги е принудил да развият уникални защитни механизми.
„Фокусирахме се върху археите, защото те бяха принудени да развият биохимични защити в необичайна среда“, обяснява Марсело Торес, изследовател в лабораторията на ръководителя на изследването Сезар де ла Фуенте и съавтор на изследването.
Водещият изследовател Сезар де ла Фуенте подчертава, че това проучване е само началото.
„Археите са сред най-старите форми на живот на планетата – и те имат много да ни научат за това как да се справяме с днешните патогени“, каза Фуенте.
В миналото лабораторията на Сесар де ле Фуенте е използвала модели с изкуствен интелект , за да идентифицира потенциални антибиотици в различни източници – от ДНК на изчезнали организми до химичните компоненти на животински отрови. За това проучване изследователите са използвали инструмент с изкуствен интелект, наречен APEX – разработен в същата лаборатория – за да идентифицират кандидат-антибиотични съединения в тези микроорганизми. APEX преди това е анализирал хиляди пептиди (къси вериги от аминокиселини) с известни антимикробни свойства и по този начин може да предскаже дали нова аминокиселинна последователност ще има подобна активност.
Чрез надграждане на APEX 1.1 и включване на допълнителни данни от пептиди и патогенни бактерии, изследователите подобриха способността на инструмента да идентифицира кои молекули от тези микроорганизми могат да инхибират растежа на бактериите.
Общо, при анализ на 233 вида археи, APEX идентифицира над 12 000 потенциални антибиотични молекули, които учените нарекоха „археазини“. Химичният анализ показа, че те се различават от известните антимикробни пептиди, главно по разпределението на електрическите им заряди.
След това изследователите избрали 90 молекули, за да ги тестват срещу естествени бактерии.
„Търсенето на нови антибиотици молекула по молекула е като търсене на игла в купа сено“, отбелязва съавторът Фангпин Уан. „Изкуственият интелект ускорява процеса, като ни показва къде е най-вероятно да се намират иглите“, добавя той.
Тези молекули атакуват вътрешността на бактериите, нарушавайки електрическите сигнали, които поддържат клетката жива – за разлика от типичните антимикробни пептиди, които атакуват външната обвивка. В първоначалните тестове 80 молекули са тествани върху лекарствено-устойчива патогенна бактерия: 93% показват антимикробна активност срещу поне една бактерия, а три от тях са избрани за по-нататъшно изследване върху животински модели.
Четири дни по-късно се установи, че всички молекули са инхибирали растежа на резистентните бактерии – видът, често срещан при вътреболнични инфекции . Една от тях има подобни ефекти на полимиксин B, мощен антибиотик „в краен случай“, използван, когато всичко друго се провали.
Планира се също така да се проучат дългосрочните ефекти на тези молекули с крайна цел започване на клинични изпитвания върху хора.
trud.bg