Terapia fagowa: precyzyjna broń przeciw opornym bakteriom z pomocą sztucznej inteligencji
WarsawW obliczu narastającego problemu oporności na antybiotyki, lekarze ponownie kierują swoją uwagę na terapię fagową. Ta metoda leczenia wykorzystuje wirusy, zwane bakteriofagami, do zwalczania infekcji bakteryjnych i przyciąga uwagę ze względu na jej skuteczność w walce z superbakteriami. Naukowcy z Instytutu Pasteura oraz innych ośrodków dokonali przełomu, wykorzystując sztuczną inteligencję do wyboru najlepszych połączeń fagów na podstawie materiału genetycznego bakterii. To osiągnięcie jest istotnym krokiem w stronę opracowania spersonalizowanych terapii dla zakażeń opornych na tradycyjne antybiotyki.
Ta nowa terapia charakteryzuje się kilkoma kluczowymi cechami, które są w trakcie rozwoju.
- Selektywność: Bakteriofagi potrafią atakować szkodliwe bakterie, nie naruszając tych pożytecznych, w przeciwieństwie do antybiotyków o szerokim spektrum działania.
- Rozwiązanie ewolucyjne: Bakteriofagi rozwijają się razem z bakteriami, co może prowadzić do długoterminowych rozwiązań w walce z opornością bakterii.
- Indywidualne terapie: Dzięki analizie DNA bakterii, sztuczna inteligencja jest w stanie zidentyfikować konkretne bakteriofagi, które skutecznie zwalczają dane bakterie.
Terapia fagowa jest korzystna ze względu na swoją precyzyjność. W odróżnieniu od antybiotyków, które mogą niszczyć wiele typów bakterii i zakłócać mikrobiom, fagi atakują tylko określone szczepy bakteryjne. Ta precyzja jest jednak zarówno zaletą, jak i wyzwaniem. Aby zastosować odpowiedniego faga, musimy dobrze zrozumieć interakcje między bakteriami a fagami oraz posiadać solidną bazę danych skuteczności fagów wobec różnych genomów bakteryjnych.
Wykorzystanie AI w tej sytuacji jest pomocne, gdyż umożliwia przetwarzanie dużych ilości danych oraz odkrywanie zależności między genetyką bakterii a ich podatnością na infekcję fagami. Na przykład, naukowcy zauważyli, że fagom częściej udaje się zainfekować bakterie z powodu ich struktur powierzchniowych niż wewnętrznych mechanizmów obronnych. To odkrycie pomaga w doborze fagów zdolnych do skutecznego pokonywania bakteryjnych mechanizmów obronnych.
Terapia fagowa ma duży potencjał, jednak napotyka trudności. Jednym z głównych problemów jest regulacja. We Francji stosowanie fagów jest dozwolone jedynie w specyficznych przypadkach i wymaga ścisłej aprobaty. Ponadto konieczne jest przeprowadzenie szczegółowych badań, aby upewnić się, że fagi są skuteczne nie tylko w warunkach laboratoryjnych, ale również w różnych rzeczywistych sytuacjach.
Obecnie koncentrujemy się na leczeniu Escherichia coli, ale terapia fagowa może pomóc w walce z wieloma innymi bakteriami. Naukowcy dążą do udoskonalenia modelu AI, aby skuteczniej zwalczać różne szkodliwe bakterie, co pozwoli na opracowanie specjalistycznych terapii dla różnych infekcji bakteryjnych.
Terapia fagowa zyskuje na popularności jako obiecująca metoda walki z opornością na antybiotyki, oferując nowe możliwości dla spersonalizowanych terapii medycznych.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1038/s41564-024-01832-5i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Baptiste Gaborieau, Hugo Vaysset, Florian Tesson, Inès Charachon, Nicolas Dib, Juliette Bernier, Tanguy Dequidt, Héloïse Georjon, Olivier Clermont, Pascal Hersen, Laurent Debarbieux, Jean-Damien Ricard, Erick Denamur, Aude Bernheim. Prediction of strain level phage–host interactions across the Escherichia genus using only genomic information. Nature Microbiology, 2024; 9 (11): 2847 DOI: 10.1038/s41564-024-01832-5Udostępnij ten artykuł