Odkrycie antybiotyków w mikrobiomie: nowe nadzieje na lekooporne bakterie w ludzkim jelicie

WarsawLudzki układ pokarmowy zawiera około 100 bilionów drobnoustrojów, które nieustannie rywalizują o zasoby. Według profesora Césara de la Fuente z Uniwersytetu Pensylwanii, to środowisko może pomóc naukowcom w poszukiwaniu nowych antybiotyków. Zespół de la Fuente oraz Ami S. Bhatt z Uniwersytetu Stanforda przebadali mikrobiomy jelitowe blisko 2000 osób, odkrywając kilka potencjalnych substancji o działaniu antybiotycznym.

Badania biologiczne coraz częściej korzystają z dużych baz danych zawierających informacje genetyczne. Zamiast zbierać fizyczne próbki, naukowcy stosują teraz metody komputerowe. Dzięki sztucznej inteligencji mogą szybko analizować ogromne ilości danych genetycznych. Zdaniem de la Fuente, jego laboratorium bada genomy, metagenomy i proteomy, aby szybko znajdować nowe antybiotyki. Ta metoda jest znacznie szybsza niż tradycyjne techniki i koncentruje się na konkurencji między bakteriami w jelitach.

Podejście to składa się z kilku kluczowych kroków. Najpierw zbierane są informacje genetyczne z ludzkiego jelita. Następnie wykorzystywane jest AI do identyfikacji sekwencji genetycznych, które mogą zwalczać bakterie. Kolejnym krokiem jest stworzenie peptydów na podstawie tych sekwencji. Na końcu peptydy te są testowane na kulturach bakterii oraz modelach zwierzęcych, aby sprawdzić ich skuteczność.

Zobacz również:

Dzisiaj · 03:23

Nowe podejście do choroby Alzheimera: odkrycia dotyczące mechanizmów i potencjalnych terapii

Peptydy to krótkie łańcuchy aminokwasów, które mogą stać się nowymi antybiotykami. Naukowcy przebadali ponad 400 000 białek i odkryli wiele peptydów innych niż te zazwyczaj znane z walki z bakteriami. Najlepszy z nich, nazwany prevotellin-2, działał równie skutecznie jak polimyksyna B, lek zatwierdzony przez FDA do leczenia trudnych infekcji.

Ta metoda przyspiesza odkrywanie antybiotyków i zwiększa różnorodność peptydów przeciwdrobnoustrojowych. Sztuczna inteligencja potrafi przewidzieć, które peptydy mogą zwalczać bakterie, ujawniając nowe, które w przeciwnym razie mogłyby zostać przeoczone. W związku z tym mikrobiom jelitowy może pomóc w tworzeniu antybiotyków skutecznych przeciwko opornym na leki bakteriom.

Badacze są pełni nadziei, że te innowacje doprowadzą do opracowania nowych terapii medycznych. Kierowany przez de la Fuente i Bhatta projekt otrzymał znaczące wsparcie z różnych grantów i instytucji, co podkreśla jego znaczenie i potencjał w poprawie opieki zdrowotnej. Badania pokazują, jak cyfrowa biologia może stawić czoła pilnym problemom medycznym, opracowując nowe i skuteczne antybiotyki, które zastąpią te, które stają się mniej efektywne.