Vedci hľadajú odpoveď pomocou umelej inteligencie.
Vedecká komunita predstavila svetu prvé antibiotiká už v roku 1910. Vďaka ich účinkom sa priemerná dĺžka života človeka zvýšila o 23 rokov1 a celá medicínska obec začala napredovať míľovými krokmi. Od polovice minulého storočia sa však výrazne znížil počet novoobjavených antibiotík. Ľudstvo dnes preto čelí obrovskej výzve v podobe bakteriálnej rezistencie voči existujúcim liekom.
Nové problémy inšpirujú vedcov hľadať inovatívne riešenia. Príkladom je aj štúdia, ktorú nedávno publikoval vedecký časopis Cell Host & Microbe2. Autori v nej opisujú zaujímavé využitie umelej inteligencie.
Pohľad do minulosti
Vedci v štúdii vyvinuli algoritmus, ktorý rozpoznáva miesta v ľudskej DNA, kde sa proteíny štiepia na menšie časti zvané peptidy. Niektoré z nich sa totiž vyznačujú prirodzenými antimikrobiálnymi účinkami. Výsledky potom porovnali s dostupnými dátami o peptidoch, ktoré sú známe svojou schopnosťou ničiť bakteriálne kmene.
Takýmto spôsobom sa im podarilo identifikovať hneď šesť nových peptidov, ktoré označili za potencionálnych kandidátov v boji proti bakteriálnej rezistencii. Celý proces bol veľmi rýchly a trval len pár týždňov. V porovnaní so staršími metódami, ktorých hľadanie by sa predĺžilo na tri až šesť rokov, prináša preto nesmiernu výhodu. Svojim kolegom tak predstavili revolučný nástroj na rýchlejšie získavanie potrebných dát.
Zdroj: DOI: 10.1016/j.chom.2023.07.001
Čo s tým celým majú neandertálci?
Vedci otestovali nový algoritmus použitím verejne dostupných dát, ktoré mapujú presné usporiadanie aminokyselín tvoriacich jednotlivé peptidy. Umelej inteligencii okrem genetických informácií pochádzajúcich zo vzoriek moderného človeka Homo sapiens predstavili i vzorky vysekvenované z archaických druhov homo. Konkrétne išlo o neandertálcov a denisovanov.
„Našou motiváciou je oživiť molekuly pochádzajúce z minulosti a bojovať tak s problémami, ktorým čelíme dnes,“ povedal Cesar de la Fuente, jeden z autorov štúdie, pre portál Nature.
A presne to sa výskumnému tímu podarilo. Zo šiestich vytipovaných peptidov pochádzali hneď dva z archaických vzoriek. Jeden z neandertálcov a jeden z denisovanov.
Výsledky považujú za úspech
K výskumu sa vyjadril aj Euan Ashley, škótsky vedec a lekár pôsobiaci na Standfordskej univerzite v Kalifornii. Hľadanie nových odpovedí v archaickej DNA označil za zaujímavý a potencionálne užitočný nástroj na boj proti bakteriálnej rezistencii voči antibiotikám.
Jeho slová potvrdili i ďalšie testy, v ktorých vedci identifikované peptidy aplikovali na myši infikované bakteriálnym kmeňom Acinetobacter baumannii. Táto baktéria je známa častým prenosom z pacienta na pacienta hlavne v nemocniciach a iných zdravotníckych zariadeniach.
Výsledky označili za uspokojivé. Všetkých šesť peptidov zastavilo rast baktérií v svalovine. V kožných abscesoch sa piatim z nich dokonca podarilo baktérie úplne vyhladiť, a to len s malými nepriaznivými účinkami na okolité tkanivo hostiteľa.
V závere štúdie preto jej autori uvádzajú, že umelá inteligencia úspešne identifikovala antibiotiká na báze peptidov, ktoré vykazovali hneď niekoľko dôležitých vlastností, akými sú stabilita a netoxickosť.
Zdroje:
