Ved hjælp af kunstig intelligens har forskere opdaget nye antibiotika i proteinerne fra mikroorganismer, der lever i ekstreme miljøer. Opdagelsen giver håb om nye lægemidler, der kan hjælpe med at bekæmpe bakterier, som er resistente over for de nuværende antibiotika.
Mange bakterier har udviklet resistens over for antibiotika / Pxhere-foto
Forskere ved University of Pennsylvania har brugt kunstig intelligens til at søge efter antibiotika i mikrober, der har eksisteret på jorden i milliarder af år. Disse mikroorganismer kaldes archaea, og de har fundet stoffer i dem, som potentielt kan redde menneskeliv, skriver Interesting Engineering.
Laboratoriet, der ledes af Cesar de la Fuente, har allerede ledt efter nye antibiotika i svampe, bakterier og dyr samt i DNA fra uddøde organismer og kemikalier i dyregift. Men mikrober, især arkæer, adskiller sig fra bakterier, planter, dyr og svampe.
“Selvom de ligner bakterier under mikroskopet, adskiller arkæer sig med hensyn til biokemi, cellemembraner og fælles genetik,” skriver forfatterne af artiklen om undersøgelsen, som blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Microbiology.
Det gør det muligt for arkæer at eksistere på de mest uventede steder, som f.eks. overophedede undervandsåbninger, varme kilder med turbulent vand og andre ekstreme forhold. De kan overleve knusende tryk, giftige kemikalier og ekstreme temperaturer.
Forskerne brugte et AI-værktøj kaldet APEX til at identificere nye forbindelser i arkæer, som kan føre til den næste generation af antibiotika. Det analyserede tusindvis af peptider (korte kæder af aminosyrer) med kendte antimikrobielle egenskaber. Ved hjælp af AI kan det forudsige sandsynligheden for, at en given aminosyresekvens har en lignende effekt.
Da de scannede 233 arter af arkæer, fandt værktøjet mere end 12.000 potentielle antibiotikakandidater. Holdet kaldte disse molekyler for “archaeazines”. Kemisk analyse afslørede, at arkæasiner adskiller sig fra kendte antimikrobielle peptider (AMP’er). Især ved fordelingen af deres elektriske ladninger.
I næste trin udvalgte forskerne 90 arkæasiner til test på naturlige bakterier.Sådan fungerer mekanismen
Archeasiner angriber bakteriens interne forsvarsmekanismer ved at forstyrre de elektriske signaler, der holder cellen i live. Det står i modsætning til andre kendte AMP’er, der angriber bakteriens ydre forsvarsmekanismer.
I første omgang blev 80 arkæaziner testet mod patogene og lægemiddelresistente bakterier. 93 % af dem havde antimikrobiel aktivitet mod mindst én bakterie, og 3 af dem blev udvalgt til yderligere test i dyremodeller.
Fire dage inde i forsøget stoppede alle archaeazinerne væksten af resistente bakterier, som folk ofte bliver smittet med på hospitaler, og blandt dem var Staphylococcus aureus. De fleste af de nye forbindelser var effektive, og en af dem – archaeasin-73 – var i stand til at bekæmpe infektionen hos mus og virkede lige så godt som det velkendte antibiotikum polymyxin B, som kaldes et “sidste udvej”-antibiotikum og bruges, når andre lægemidler ikke virker.
Flere nyheder om bekæmpelse af bakterier
Som My skrev, har forskere fra University of Texas fundet en måde at bekæmpe antibiotikaresistente superbakterier på ved hjælp af et almindeligt krydderi – gurkemeje. Det viste sig, at hvis man giver bakterier curcumin som “mad” og derefter bestråler dem med lys, begynder der destruktive reaktioner inde i mikroberne. Resultatet er, at selv resistente patogener bliver dræbt, hvilket åbner op for en ny måde at bekæmpe dem på.
