Upptäcka nya antibiotika i vår mikrobiom: nya hopp för läkemedelsresistenta bakterier

StockholmDen mänskliga tarmen rymmer omkring 100 biljoner mikrober som ständigt tävlar om resurser. Enligt César de la Fuente från University of Pennsylvania kan denna miljö hjälpa forskare att hitta nya antibiotika. De la Fuentes laboratorium, tillsammans med Ami S. Bhatts team vid Stanford, har undersökt tarmmikrobiomer hos nästan 2 000 personer och upptäckt flera potentiella antibiotiska ämnen.

Biologisk forskning utnyttjar alltmer stora genetiska databaser. Istället för att samla in fysiska prover använder forskare nu datorbaserade metoder. Med hjälp av artificiell intelligens kan de snabbt analysera enorma mängder genetisk data. Enligt de la Fuente undersöker hans laboratorium genomer, metagenomer och proteomer för att snabbt hitta nya antibiotika. Denna metod är mycket snabbare än traditionella tekniker och fokuserar på konkurrensen mellan bakterier i tarmen.

Tillvägagångssättet består av flera viktiga steg. Först samlas genetisk information från människans tarm in. Därefter används AI för att identifiera genetiska sekvenser som kan bekämpa bakterier. Sedan skapas peptider baserade på dessa sekvenser. Slutligen testas peptiderna på bakteriekulturer och djurmodeller för att se om de är effektiva.

Läs också:

Idag · 03:23

Ny forskning visar viktiga mekaniska samband i Alzheimers – kan befintliga cancerläkemedel hjälpa?

Peptider är korta kedjor av aminosyror som kan bli nya typer av antibiotika. Forskarna undersökte över 400 000 proteiner och upptäckte många peptider som skiljer sig från de som vanligtvis är kända för att bekämpa bakterier. Den mest effektiva, kallad prevotellin-2, visade sig vara lika effektiv som polymyxin B, ett läkemedel som är godkänt av FDA för att behandla svåra infektioner.

Denna metod påskyndar upptäckten av antibiotika och ökar variationen av antimikrobiella peptider. AI kan förutse vilka peptider som kan bekämpa bakterier och avslöja nya som annars kanske inte skulle ha upptäckts. Därför kan tarmmikrobiomet bidra till att skapa antibiotika som är effektiva mot läkemedelsresistenta bakterier.

Forskarna är hoppfulla att dessa innovationer kommer att leda till nya medicinska behandlingar. Projektet, lett av de la Fuente och Bhatt, har fått betydande stöd från olika bidrag och institutioner, vilket understryker dess betydelse och potential för att förbättra vården. Studierna visar hur digital biologi kan hantera brådskande medicinska problem genom att utveckla nya och effektiva antibiotika för att ersätta de gamla som blir mindre effektiva.