Για «εξελιγμένα χημικά οπλοστάσια της φύσης» κάνουν λόγο οι επιστήμονες που χρησιμοποίησαν σύστημα βαθιάς εκμάθησης για να εντοπίσουν τις κατάλληλες ενώσεις
Ολοένα περισσότεροι μικροοργανισμοί αναπτύσσουν ανθεκτικότητα στη δράση των αντιβιοτικών, εξαιτίας της υπερβολικής και αλόγιστης χρήσης αντιμικροβιακών ουσιών. Κατά συνέπεια τα αντιβιοτικά χάνουν την αποτελεσματικότητά τους και εντείνουν τον κίνδυνο πρόκλησης σοβαρών λοιμώξεων. Η ανάπτυξη της μικροβιακής αντοχής αποτελεί παγκόσμιο φαινόμενο, τη στιγμή που «η ανακάλυψη νέων αντιβιοτικών παραμένει στάσιμη», σύμφωνα με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας.
Η ερευνητική ομάδα θέλοντας να διερευνήσει τις δυνατότητες ανάπτυξης νέων σκευασμάτων, εστίασε στο δηλητήριο ζώων, τα οποία όπως υποστηρίζεται σε έκθεση που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, «συνθέτουν μια τεράστια και σε μεγάλο βαθμό ανεκμετάλλευτη δεξαμενή βιοδραστικών μορίων με αντιμικροβιακό δυναμικό».
Οι επιστήμονες από την Ιατρική Σχολή Πέρελμαν, έκαναν χρήση συστήματος βαθιάς μηχανικής μάθησης (APEX) για να αναλύσουν στοιχεία από βάση δεδομένων με περισσότερα από 40 εκατομμύρια κρυπτογραφημένα πεπτίδια δηλητηρίου (VEPs), τα οποία δεν είναι άλλο από μικροσκοπικές πρωτεΐνες που εξελίχθηκαν από ζώα ως τρόπο επίθεσης ή άμυνα.
Μέσα σε λίγες ώρες, ο αλγόριθμος ανέδειξε 386 ενώσεις με τα μοριακά χαρακτηριστικά των πιθανών αντιβιοτικών της επόμενης γενιάς. Από αυτά επελέγησαν 58, εκ των οποίων τα 53 εμφανίζουν ισχυρή αντιμικροβιακή δράση, ικανά να σκοτώσουν ανθεκτικά στα φάρμακα βακτήρια, όπως το κολοβακτηρίδιο (Escherichia coli) και ο χρυσίζων σταφυλόκοκκος (Staphylococcus aureus), σε δόσεις αβλαβείς για τα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια.
Όπως αναφέρει δημοσίευση του εργαστηρίου του επικεφαλής συντάκτη, Σέζαρ ντε λα Φουέντε, «τα δηλητήρια των φιδιών, της αράχνης, των σκορπιών και άλλων πλασμάτων είναι από τα πιο εξελιγμένα χημικά οπλοστάσια της φύσης. Έχουν εξελιχθεί κατά τη διάρκεια εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών για να παραβιάζουν τις βιολογικές άμυνες, καθιστώντας τα μια πλούσια, αλλά σε μεγάλο βαθμό ανεκμετάλλευτη, πηγή αντιμικροβιακών ενώσεων. Πολλά δηλητηριώδη πεπτίδια διαταράσσουν τις κυτταρικές μεμβράνες μέσω πολλαπλών στόχων, καθιστώντας δυσκολότερο για τα βακτήρια να αναπτύξουν αντίσταση».
Σχετικά με τη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης, μάλιστα, αναφέρεται ότι χάρη στο συνδυασμό της υπολογιστικής ανάλυσης με την ταχεία εργαστηριακή επικύρωση, επετεύχθη μια από τις πιο ολοκληρωμένες έρευνες για τα αντιβιοτικά που προέρχονται από δηλητήρια μέχρι σήμερα.
Ο ίδιος ο Φουέντε εξήγησε ότι με το σύστημα APEX επετράπη στους ερευνητές «να σαρώσουν έναν τεράστιο χημικό χώρο σε λίγες μόνο ώρες και να εντοπίσουν πεπτίδια με εξαιρετικές δυνατότητες για την καταπολέμηση των πιο επίμονων παθογόνων στον κόσμο».
Από την πλευρά του, ο ερευνητικός συνεργάτης του, Μαρσέλο Τόρες, δήλωσε ότι συνδυάζοντας την επιλογή που έκανε το σύστημα, με την παραδοσιακή εργαστηριακή δοκιμή, «παραδώσαμε μία από τις πιο ολοκληρωμένες έρευνες αντιβιοτικών που προέρχονται από δηλητήριο σήμερα».
Πρόσθεσε, δε, ότι χαρτογραφήθηκαν περισσότερα από 2.000 εντελώς νέα αντιβακτηριακά μοτίβα, ειδικές αλληλουχίες αμινοξέων μέσα σε μια πρωτεΐνη ή πεπτίδιο, ικανές να σκοτώνουν ή να αναστείλουν την ανάπτυξη βακτηρίων.
Επόμενος στόχος της ερευνητικής ομάδας είναι να απομονώσει τα πεπτίδια που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέα αντιβιοτικά και να τα βελτιώσει μέσω φαρμακευτικών χημικών τροποποιήσεων.
πηγή: newmoney.gr
Ο πραγματικός λόγος που το δηλητήριο του φιδιού είναι πολυτιμότερο ακόμη και από τον χρυσό
