Учени казват, че възкресяването на изчезнали молекули от неандерталците и вълнестите мамути може да предложи надежда в борбата срещу супермикробите

текст " data-component-name= " редакторска записка " class= " editor-note inline-placeholder " data-article-gutter= " true " > Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN..

Търсенето на нови антибиотици се връща в каменната епоха.

Неотложността да се разпознават вероятните претенденти в никакъв случай не е била по-голяма, защото международното население е изправено пред близо 5 милиона смъртни случая всяка година, които са свързани с микробна устойчивост, съгласно Световната здравна организация.

Изследователски екип, управителен от пионера в биоинженерството César de la Fuente, употребява основани на изкуствен интелект изчислителни способи за добиване на генетична информация от изчезнали човешки родственици като неандерталци и от дълго време изчезнали създания от ледниковия интервал като вълнестия мамут и великански безделник.

Учените споделят, че някои от тези дребни протеинови или пептидни молекули, които са разпознали, имат качества за битка с бактериите, които могат да вдъхновят нови медикаменти за битка с инфекциите при хората. Иновативната работа също отваря изцяло нов метод да се мисли за откриването на медикаменти.

„ Това ни даде опция да открием нови последователности, нови видове молекули, които до момента не сме откривали в живите организми, разширявайки метода, по който мислим за молекулярното многообразие “, сподели де ла Фуенте, президентски помощник в Университета на Пенсилвания, където той оглавява групата по машинна биология. „ Днешните бактерии в никакъв случай не са се сблъсквали с тези молекули, тъй че те могат да ни дадат по-добра опция да се насочим към патогените, които през днешния ден са проблематични. “

Може да наподобява, че методът идва от ляво поле, само че специалистите споделят, че са извънредно нужни нови способи за разглеждане на казуса с антимикробната устойчивост към съществуващите медикаменти, гибелен и наложителен проблем за световното опазване на здравето.

„ Светът е изправен пред рецесия на устойчивост към антибиотици. Моето мнение е, че е нужен метод по суша, море и въздух за решение на казуса – и в случай че би трябвало да отидем в предишното, с цел да предоставим евентуални решения за бъдещето – аз съм напълно за това “, сподели Майкъл Махан, професор в катедрата по молекулярна, клетъчна и биология на развиването в Калифорнийския университет в Санта Барбара. Той не е взел участие в проучването.

Антибиотици и от кое място могат да дойдат техните алтернативи

Повечето антибиотици идват от бактерии и гъбички и са открити посредством скрининг на микроорганизми, които живеят в почвата. Но през последните десетилетия патогените са станали резистентни към доста от тези медикаменти заради несъразмерна приложимост.

Учените, ангажирани в световната битка против супербактериите, изследват разнообразни евентуални оръжия, в това число фаги или вируси, основани от природата, с цел да ядат бактерии.

Друг трогателен път на проучване включва антимикробни пептиди или AMP, които са молекули, борещи се с инфекциите, създадени от доста разнообразни организми - бактерии, гъбички, растения и животни, в това число хора. AMP имат необятен набор от антимикробни свойства против разнообразни патогени като вируси, бактерии, дрожди и гъбички, сподели Махан.

Докато множеството обичайни антибиотици работят, като се концентрират върху една цел в клетката, антимикробните пептиди се свързват и унищожават бактериалната мембрана на доста места, добави той. Това е по-сложен механизъм, който след това може да направи устойчивостта към медикаменти по-малко евентуална, само че заради капацитета на молекулите да унищожават клетъчните мембрани, това може да докара и до нараснала токсичност, съгласно Махан.

Има шепа антибиотици въз основата на пептиди в клинична приложимост, като да вземем за пример колистин, който се създава от основан на бактерии AMP. Използва се като лекарство от последна инстанция за лекуване на избрани бактериални инфекции, защото може да бъде токсично, сподели Махан. Един човешки AMP, прочут като LL-37, също е посочил капацитет.

Други обещаващи AMP са открити на непредвидени места: борови иглички и кръвта на комодския варан.

Момент от „ Джурасик парк “.

De la Fuente употребява изчислителни способи през последното десетилетие, с цел да оцени капацитета на необятна гама от пептиди като други възможности на антибиотиците. Идеята да се изследват изчезнали молекули се появи по време на лабораторна мозъчна офанзива, когато беше упоменат блокбастърът „ Джурасик парк “.

„ Идеята (във филма) беше да се върнат цели организми и явно те имаха доста проблеми “, сподели той. Неговият екип стартира да мисли за по-осъществима концепция: „ Защо да не върнем молекули от предишното? “

Напредъкът във възобновяване на антична ДНК от вкаменелости значи, че подробни библиотеки с генетична информация за изчезнали човешки родственици и от дълго време изгубени животни към този момент са обществено налични.

За да откри незнайни преди този момент пептиди, изследователският екип образова логаритъм за изкуствен интелект да разпознава фрагментирани места в човешки протеини, които може да имат антимикробна интензивност. След това учените го ползват към обществено налични протеинови последователности на модерни хора (Homo sapiens), неандерталци (Homo neanderthalensis) и денисовци, различен остарял човешки тип, тясно обвързван с неандерталците.

След това откривателите използваха свойствата на описаните по-рано антимикробни пептиди, с цел да предскажат кой от техните новооткрити антични двойници има максимален капацитет да убива бактериите.

След това откривателите синтезираха и тестваха 69 от най-обещаващите пептиди, с цел да видят дали могат да убият бактериите в петриеви панички. Екипът избра шестте най-мощни - четири от Homo sapiens, един от Homo neanderthalensis и един от Denisovans - и ги даде на мишки, инфектирани с бактерията Acinetobacter baumannii, постоянно срещана причина за болнични инфекции при хората.

„ Мисля, че един от най-вълнуващите моменти беше, когато възкресявахме молекулите в лабораторията благодарение на химия и по-късно ги връщахме към живот за първи път. И по този начин, от научна позиция беше ужасно да имам този миг “, сподели де ла Фуенте за проучването, оповестено през август в научното списание Cell Host & Microbe.

При инфектирани мишки, които развиват кожен цирей, пептидите интензивно убиват бактериите; при тези, които са имали зараза на бедрото, лекуването е било по-малко дейно, само че въпреки всичко е спряло растежа на бактериите.

„ Най-добрият (пептид) беше това, което назоваваме Neanderthalien 1, което идва от неандерталците. И това беше най-ефективното в модела на мишката “, сподели де ла Фуенте.

Той предизвести, че нито един от пептидите не е „ подготвен за приложимост антибиотик “ и ще изисква доста промени. По-важно, споделя той, е рамката и инструментите, които екипът му е създал, с цел да разпознава обещаващи антимикробни молекули от предишното.