Nieuwe antibiotica ontdekken in het darmmicrobioom: van genetische data naar krachtige peptides

AmsterdamDe menselijke darm bevat ongeveer 100 biljoen microben die voortdurend om middelen strijden. Volgens César de la Fuente van de Universiteit van Pennsylvania kan dit milieu wetenschappers helpen om nieuwe antibiotica te ontdekken. Het laboratorium van De la Fuente en het team van Ami S. Bhatt aan Stanford hebben de darmmicrobiomen van bijna 2.000 mensen bestudeerd en daarbij verschillende potentiële antibiotische stoffen gevonden.

Biologisch onderzoek maakt steeds meer gebruik van grote genetische databanken. In plaats van fysieke monsters te verzamelen, gebruiken onderzoekers nu computermethodes. Met behulp van kunstmatige intelligentie kunnen ze snel enorme hoeveelheden genetische data doorzoeken. Volgens de la Fuente onderzoekt zijn lab genomen, metagenomen en proteomen om snel nieuwe antibiotica te vinden. Deze methode is veel sneller dan traditionele technieken en richt zich op de competitie tussen bacteriën in de darm.

De methode omvat verschillende belangrijke stappen. Eerst wordt genetische informatie uit de menselijke darm verzameld. Vervolgens gebruikt men AI om genetische sequenties te identificeren die bacteriën kunnen bestrijden. Daarna worden op basis van deze sequenties peptiden gecreëerd. Tot slot worden de peptiden getest op bacterieculturen en diermodellen om te zien of ze effectief zijn.

Lees ook:

Vandaag · 03:23

Nieuw onderzoek: Mechanische signalering in de hersenen biedt hoop op Alzheimer-behandeling

Peptiden zijn korte ketens van aminozuren die mogelijk als nieuwe antibiotica kunnen dienen. Onderzoekers onderzochten meer dan 400.000 eiwitten en ontdekten vele peptiden die anders zijn dan de bekende bacteriebestrijders. De beste, genaamd prevotelline-2, bleek even effectief als polymyxine B, een medicijn dat door de FDA is goedgekeurd voor de behandeling van hardnekkige infecties.

Deze methode versnelt de ontdekking van antibiotica en vergroot de diversiteit aan antimicrobiële peptiden. Door AI in te zetten kunnen we voorspellen welke peptiden effectief zijn tegen bacteriën, wat leidt tot de vondst van nieuwe peptiden die anders misschien onopgemerkt zouden blijven. Hierdoor kan het darmmicrobioom helpen bij het ontwikkelen van antibiotica tegen resistente bacteriën.

Onderzoekers zijn optimistisch dat deze innovaties zullen leiden tot nieuwe medische behandelingen. Het project, geleid door de la Fuente en Bhatt, ontving aanzienlijke steun van diverse subsidies en instellingen, wat de belangrijkheid en potentie voor verbetering van de gezondheidszorg benadrukt. De studies tonen aan hoe digitale biologie dringende medische problemen kan aanpakken door nieuwe en doeltreffende antibiotica te ontwikkelen om de minder effectieve oude te vervangen.