Trvalo to len pár sekúnd. AI navrhla proteín, ktorý zabíja aj nebezpečné superbaktérie odolné voči antibiotikám
Výskumníci vytvorili pomocou umelej inteligencie proteín, ktorý by nám mohol pomôcť vyriešiť problém odolnosti voči antibiotikám.
Umelá inteligencia sa pevne uchytila aj vo vedeckých odboroch. Obzvlášť minulý rok prebiehalo množstvo výskumov, v rámci ktorých výskumníci hľadali a vytvárali nové proteíny pomocou umelej inteligencie.
Výskumníci veria, že v budúcnosti budeme umelú inteligenciu využívať úplne na všetko, od liečenia rôznych uštipnutí až po rakovinu. Umelá inteligencia totiž dokáže za pár sekúnd urobiť niečo, čo by výskumníkom zabralo celé dekády. Rovnako to bolo aj v novej štúdii, na ktorú upozorňuje portál Science Daily. Sofistikovaný AI model dokázal za pár sekúnd vytvoriť funkčný proteín, ktorý dokáže zabiť aj baktérie odolné voči antibiotikám. V tomto prípade dokázali výskumníci zahubiť baktériu E. coli.
Odolné baktérie sú obrovským a čoraz vážnejším problémom v zdravotníctve. Baktérie, na ktoré nezaberajú antibiotiká, môžu aj z relatívne bežnej infekcie spraviť smrteľný problém. Výskumníci vďaka umelej inteligencii dokážu vytvárať tisíce funkčných proteínov, ktoré by mohli efektívne zahubiť aj odolné superbaktérie.
“Tieto proteíny môžeme vyvíjať ako farmaceutiká, vakcíny, nanomateriály alebo drobné senzory. Milióny ďalších aplikácií musíme ešte otestovať,” hovorí Gavin Knott, jeden z autorov štúdie.
Nový proteín len za pár sekúnd
Pre potreby štúdie autori navrhli AI platformu na navrhovanie proteínov. Táto platforma je zároveň dostupná pre všetkých výskumníkov na svete. Autori veria, že by sme mali poskytnúť voľný prístup k tvorbe proteínov pre každého, aby mohol ktokoľvek ťažiť z tohto mocného nástroja.
V súčasnosti sa využívajú proteíny na liečbu ochorení, ako rakoviny, alebo infekcií, no ide o prírodné proteíny. Tie výskumníci prerobia cez racionálny dizajn, evolúciu a selekciu. Nové metódy otvárajú výskumníkom dvere do ešte efektívnejšieho dizajnovania proteínov. Tie by mohli mať špecifické charakteristiky a funkcie. Použitie umelej inteligencie by zároveň výrazne znížilo náklady a zrýchlilo by vývoj nových proteínov.
Neprehliadni
“Program, ktorý sídli na Monash University a University of Melbourne, vedie tím talentovaných štrukturálnych biológov a počítačových vedcov, ktorí rozumejú procesu navrhovania od začiatku do konca. Tieto hlboké znalosti štruktúry bielkovín a strojového učenia z nás robia vysoko agilný program, ktorý je schopný pravidelne zavádzať špičkové nástroje v oblasti navrhovania bielkovín pomocou AI,” dodáva Knott.
Boj proti odolným antibiotikám
Ako sme už spomenuli, odolné baktérie sú obrovským problémom v zdravotníctve. Väčšinu infekcií liečime antibiotikami, no keď liečba nezaberie, pacientov stav sa môže výrazne zhoršiť, až na život ohrozujúcu úroveň. Lekári pozorujú, že baktérie môžu veľmi rýchlo získať odolnosť aj voči niekoľkým druhom antibiotík.
V rámci minuloročnej štúdie výskumníci prezentovali špeciálne antibiotikum, ktoré útočí na dva bakteriálne ciele naraz. Aj keby sa baktéria dokázala ubrániť jednému vektoru útoku, proti druhému nemá šancu.
Tieto lieky dokážu pracovať dvoma spôsobmi. Prvým je narúšanie produkcie proteínov a druhým je narúšanie DNA štruktúry baktérie. Aby si baktéria proti tejto forme antibiotika vyvinula odolnosť, musela by sa naučiť brániť proti obom formám útoku súčasne. Podľa autorov štúdie je to takmer nemožné.
Makrolóny sú synteticky vytvorené antibiotiká, ktoré kombinujú štruktúry dvoch najpoužívanejších antibiotík. Autori štúdie si všimli, že makrolóny sa dokážu silnejšie viazať na ribozómy, než tradičné antibiotiká. To spôsobuje, že porazia aj druhy baktérií, ktoré majú voči antibiotikám odolnosť.
Výskumníci hľadajú spôsob, ako by sme sa mohli v budúcnosti vysporiadať s baktériami, ktoré si vytvorili odolnosť voči antibiotickej liečbe. Nová forma antibiotika, ktorá cieli na dve odlišné veci, je jednou možnosťou, no existujú aj iné. Sľubnou možnosťou je napríklad použitie takzvaných bakteriofágov, vírusov, ktoré dokážu infikovať baktérie. Ak ťa táto štúdia zaujala a chceš sa dozvedieť o novom lieku na odolné baktérie viac, do pozornosti ti dávame tento článok.
