В организме человека выявлены десятки естественных антибиотиков
В настоящее время биологи и химики стремятся разработать новые антибиотики для борьбы с постоянно мутирующими бактериями, которые, по прогнозам, приведут к 10 миллионам смертей к 2050 году. Однако ученые из Пенсильванского университета (Филадельфия) использовали для решения проблемы устойчивости бактерий к традиционным антибиотикам нетрадиционный метод и обратились к неисчерпаемым возможностям самого человеческого организма. В результате в геноме человека были выявлены десятки естественных антибиотиков, способных эффективно противостоять угрозам для организма, исходящим от мутирующих бактерий.
Геном человека представляет собой по сути единую длинную строку кода, в которой зашифрована «инструкция» по созданию молекул, необходимых для нормальной работы организма. Ученые из Пенсильванского университета использовали искусственный интеллект для создания своеобразной поисковой системы, способной выделить в геноме человека пептиды с антимикробными свойствами (AMP). Методика аналогична стандартной технологии, используемой поисковой системой, обнаруживающей заданные слова в огромном документе Word.
Ученые провели поиск определенного набора белков и выделили 43 000 пептидов длиной от 8 до 50 аминокислот. На следующем этапе из обнаруженного массива потенциальных противомикробных препаратов на основании заданных функциональных параметров были выделены 2603 пептида. С целью проверки антимикробных свойств выявленных «зашифрованных пептидов» были синтезированы 55 препаратов, которые подвергли воздействию восьми патогенов (бактерии кишечной палочки, пневмонии и стафилококка). В результате было обнаружено, что 63,6% из созданных 55 AMP обладают антимикробными свойствами.
Далее ученые провели испытания по проверке совместной деятельности «коктейля» из обнаруженных пептидов, выявленных в определенной области тела. Результат показал 100 кратное увеличение индивидуальной способности пептидов в борьбе с инфекцией.
Тестирование проведенное на мышах показало снижение бактериальной нагрузки на три порядка, что сопоставимо с эффектом от использования наиболее мощных существующих антибиотиков. При этом организм подопытных мышей не проявил каких-либо признаков отравления. При проверке на устойчивость к бактериям было обнаружено, что АМР проникают через внешнюю мембрану бактерии, что способствует выживанию пептидов. Эффект разрушительного воздействия на мембрану бактерии, по мнению ученых, потребует для выработки приспособляемости больших затрат энергии и несколько поколений мутаций бактерий.
Источник: upenn