Η αύξηση της ανθεκτικότητας των παθογόνων μικροοργανισμών στα αντιβιοτικά τονίζει την επείγουσα ανάγκη για νέες θεραπευτικές στρατηγικές. Τα δηλητήρια ζώων αποτελούν ένα τεράστιο και ελάχιστα αξιοποιημένο απόθεμα βιοδραστικών μορίων με αντιμικροβιακές δυνατότητες. Σε μια νέα μελέτη ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια χρησιμοποίησε το σύστημα βαθιάς μάθησης APEX για να αναλύσει μια βάση δεδομένων που περιλάμβανε 16,123 δηλητηριώδεις πρωτεΐνες και περίπου 41 εκατ. κρυπτογραφημένα πεπτίδια από δηλητήρια.
Ο αλγόριθμος εντόπισε 386 υποψήφια πεπτίδια, τα οποία ήταν δομικά και λειτουργικά διαφορετικά από τα γνωστά αντιμικροβιακά πεπτίδια. «Τα δηλητήρια είναι αριστουργήματα της εξέλιξης, αλλά η αντιμικροβιακή τους δυναμική έχει σχεδόν αγνοηθεί. Το APEX μάς επιτρέπει να εξερευνήσουμε έναν τεράστιο χημικό χώρο μέσα σε λίγες ώρες και να εντοπίσουμε πεπτίδια με εξαιρετικές δυνατότητες κατά των πιο επίμονων παθογόνων» λέει ο Δρ. Σέζαρ ντε λα Φουέντε, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Από τη λίστα που επέλεξε η τεχνητή νοημοσύνη, οι ερευνητές συνέθεσαν εργαστηριακά 58 πεπτίδια από δηλητήρια για περαιτέρω δοκιμές. Από αυτά τα 53 εξόντωσαν ανθεκτικά στα φάρμακα βακτήρια — συμπεριλαμβανομένων των Escherichia coli και Staphylococcus aureus — σε δόσεις ακίνδυνες για τα ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια.
«Συνδυάζοντας υπολογιστική επιλογή με πειραματική επιβεβαίωση, παρουσιάσαμε μία από τις πιο πλήρεις μελέτες για αντιβιοτικά που προέρχονται από δηλητήρια μέχρι σήμερα» αναφέρει ο Δρ. Μαρσέλο Τόρες, μέλος της ερευνητικής ομάδας.
«Η πλατφόρμα χαρτογράφησε περισσότερα από 2 χιλιάδες νέα αντιβακτηριακά μοτίβα, σύντομες ειδικές αλληλουχίες αμινοξέων υπεύθυνες για την αντιβακτηριακή δράση των πεπτιδίων» πρόσεθεσε ο Δρ. Τσανγκγκε Γκουάν. Η ομάδα πλέον επεξεργάζεται τα πιο υποσχόμενα πεπτίδια με χημικές τροποποιήσεις, ώστε να δημιουργήσει νέα βελτιωμένα αντιβιοτικά για το μέλλον.
