AI și de-extincția moleculară deschid ușa antibioticelor antice, oferind o nouă speranță împotriva rezistenței antimicrobiene.
Rezistența la antimicrobiene este una dintre cele mai presante provocări medicale ale erei moderne, iar oamenii de știință apelează la potențialul organismelor dispărute de mult timp pentru ajutor.
Grupul de biologie a mașinilor (MBG) de la Universitatea din Pennsylvania a folosit noi instrumente de inteligență artificială pentru a explora diversitatea moleculară a organismelor antice pentru a găsi noi terapii medicamentoase pe care le putem folosi astăzi, chiar îndreptându-se către „de-extincția” unei molecule pe cale de dispariție.
Rezistența la antimicrobiene (AMR) este o problemă globală presantă care apare atunci când microbii devin rezistenți la antibiotice, crescând astfel susceptibilitatea gazdei la boli infecțioase. Mulți factori contribuie la AMR, cum ar fi utilizarea abuzivă a antibioticelor și lipsa accesului la apă curată, igienă și instalații sanitare. În prezent, AMR are ca rezultat 700.000 de decese anual și se estimează că va ajunge zece milioane până în 2050, potrivit MBG.
În căutarea de noi terapii, MBG a apelat la AI și la un nou model de învățare automată numit panCleave pentru a căuta peptide antimicrobiene atât în proteinele umane dispărute, cât și în cele existente. Rezultatele experimentelor in vitro au fost promițătoare, dezvăluind potențialul antimicrobian atât al fragmentelor de proteine moderne, cât și arhaice.
O evaluare suplimentară cuprinzătoare a acestor peptide, a mecanismului lor de acțiune, rezistența la descompunere și eficacitatea ca agenți antiinfecțioși în două modele preclinice de șoarece au dezvăluit anumite peptide care demonstrează stabilitate, nontoxicitate și proprietăți antimicrobiene puternice.
Aceste rezultate indică o cale potențială către dezvoltarea de noi agenți anti-infecțioși care este posibil să nu fi fost luate în considerare până acum.
Acest lucru a dus la descoperirea cu succes a antibioticelor din organisme dispărute, în special în cele ale neanderthalienilor și denisovenilor, două specii de oameni care au dispărut, dar al căror ADN este încorporat în al nostru în diferite grade.
Această nouă arie de cercetare, numită „de-extincție moleculară” de către autorii lucrării, se concentrează pe revigorarea anumitor molecule dispărute, mai degrabă decât pe resuscitarea organismelor întregi, ceea ce vine cu mai multe preocupări practice și etice.
Abordarea utilizează progrese în învățarea automată, biologia sintetică și chimie pentru a descoperi sintetiza și a testa molecule dispărute în laborator, spun cercetătorii. Convergența acestor domenii promite să deschidă un teritoriu neexplorat în ceea ce privește secvențele moleculare, permițând cercetătorilor să se adâncească în istoria evoluției și să deblocheze o mulțime de potențiali agenți terapeutici.
În plus, această abordare transformatoare ne ajută să înțelegem semnificația secvențelor de peptide și rolurile lor în imunitate de-a lungul istoriei evoluției.
„Descoperirile noastre sugerează că de-extincția moleculară are un potențial extraordinar ca cadru pentru descoperirea medicamentelor antibacteriene”, a spus autorul principal, César de la Fuente.
De-extincția moleculară nu este însă lipsită de probleme. Chiar dacă potențialul acestor noi terapii este cu siguranță incitant, autorii recunosc considerentele etice și cadrele juridice care decurg din acestea, cum ar fi resuscitarea moleculelor care nu mai sunt exprimate în organismele vii precum și dacă moleculele disparute sunt eligibile pentru brevete. Acestea sunt întrebări la care nu au fost abordate înainte, dar care vor trebui să primească un răspuns rapid.
Apariția acestui domeniu potențial fructuos înseamnă că o deliberare atentă între oameni de știință, eticieni, avocați în domeniul brevetelor, factorii de decizie politică și publicul larg este esențială pentru a se asigura că această cercetare se aliniază cu etica și beneficiul general pentru societate.
Totuși, această cercetare oferă posibilități promițătoare de abordare a provocărilor critice de sănătate publică legate de RAM și boli infecțioase, unde s-au înregistrat puține progrese în ultimii ani.
Articol de Răzvan Lupu
