Штучний інтелект відкрив в організмі людини нові «природні антибіотики»

Дослідники Пенсильванського університету розробили алгоритм штучного інтелекту, що виявив у тканинах людини раніше невідомі антимікробні пептиди. Ці сполуки можуть боротися проти інфекцій, що вже набули резистентність до наявних медикаментів.

SPEKA розповідає деталі дослідження.

Майже всі живі організми виробляють антимікробні пептиди (АМП) — невеликі молекули, здатні руйнувати захисні оболонки патогенних бактерій. Більшість відомих АМП пов'язані з імунною системою. Вчені Університету Пенсильванії розширили коло пошуку і виявили аналогічні сполуки у травному тракті, нервовій системі, а також у системі кровообігу.

Що зробили дослідники

Підписуйтеся на наші соцмережі

Визначили загальні властивості антимікробних пептидів: складаються з 8 до 50 амінокислотних залишків, мають позитивний заряд, містять гідрофобні та гідрофільні складові.

Просканували людський протеом (сукупність усіх білків в організмі) за допомогою алгоритму Python. Вдалося знайти 2603 сполуки із заданими ознаками, найбільш перспективними з них виявилися 55.

Обрані пептиди синтезували в лабораторії, а потім випробували кожен з них на бактеріях, що майже не реагують на наявні антибіотики (див. інфографіку SPEKA).

Результати

Поодинці 63% антимікробних пептидів змогли повністю знищити щонайменше один з видів патогенів у колонії розміром 106 клітин на 1 мілілітр. А коли вчені поєднали декілька пептидів з одного органа (зокрема з кишківника), їхня вбивча сила зросла у 100 разів. Досліди на лабораторних мишах показали, що пептиди не токсичні для організму і не не втрачають ефективність після декількох застосувань. Таким чином, штучно синтезовані АМП можуть стати основою для майбутніх ліків.

Чому це важливо

Світом ширяться так звані супербактерії — стійкі штами, що зазнали мутацій під впливом антибіотиків і стали майже невиліковними. За даними ВООЗ, щорічно через них помирають 700 тис. людей. До 2050 року їхнє число може збільшитися до 10 млн на рік.

Більшість резистентних бактерій зараховують до умовно патогенних: зазвичай вони перебувають в організмі «у фоновому режимі», але за слабкого імунітету можуть призводити до серйозних захворювань.