„Seniai išnykusio gauruotojo mamuto DNR slypi junginys, kuris, mokslininkų manymu, vieną dieną padės sukurti, gyvybę gelbstintį, antibiotiką.
Eksperimentų metu mamutuzinas, kaip vadinamas šis junginys, išnaikino superbakterijas – bakterijas, atsparias šiuolaikiniams antibiotikams ir sukeliančias sunkiai gydomas infekcijas, – sako Cesaras de la Fuente, bioinžinierius, padėjęs atrasti šią molekulę.
Pensilvanijos universiteto profesorius De la Fuente yra vienas iš mokslininkų, tyrinėjančių senovines ir neįprastas vietas – nuo neandertaliečių ir išnykusių gyvūnų genetinių liekanų iki kuklios kiemo žemės – ieškodami naujų antibiotikų. Jis teigia, kad paieškos yra desperatiškos: „Atsparumas antibiotikams yra vienas didžiausių iššūkių, su kuriais susiduriame, kaip visuomenė.“
Superbakterijų sukeltos infekcijos kasmet prisideda prie daugiau, nei penkių milijonų, žmonių mirties visame pasaulyje. Antibiotikai vis labiau praranda veiksmingumą net ir prieš įprastas infekcijas. Praėjusiais metais atliktame tyrime prognozuota, kad be naujų vaistų atsparumas antibiotikams iki 2050 m. gali pražudyti 39 milijonus žmonių.
Dabar pramonėje atsiranda naujų tyrimų metodų, kai anksčiau ji lėtai kūrė naujus vaistus ir buvo stabdoma bakterijų gebėjimo greitai sukurti apsaugą nuo jau egzistuojančių.
Dauguma antibiotikų, kuriuos naudojame šiandien ir kurie išgelbėjo šimtus milijonų gyvybių, buvo rasti gamtoje – daugelis jų prieš dešimtmečius, o keli – atsitiktinai. Aleksandras Flemingas atrado peniciliną 1928 m., grįžęs iš atostogų ir radęs, kad pelėsis ant Petri lėkštelės neleido kenksmingoms bakterijoms augti.
Gydytojai teigia, kad, norint kovoti su superbakterijomis, mums reikia naujų antibiotikų, turinčių naują cheminę struktūrą ar veikimo mechanizmus. Tačiau per pastaruosius dešimtmečius rinkoje pasirodė tik keletas tokių vaistų.
De la Fuente tikisi, kad dirbtinis intelektas padės nutraukti šį sausros periodą. Jis ir jo bendradarbiai sukūrė gilaus mokymosi algoritmus, kad galėtų peržiūrėti didžiules genetines duomenų bazes ir rasti peptidus arba baltymų fragmentus, turinčius antibakterinių savybių. Jie naudojo šį metodą gyvūnų nuodams, žmogaus mikrobiomui ir archėjoms – nepakankamai ištirtai mikroorganizmų grupei – analizuoti.
Jie taip pat išgavo genetinius kodus iš seniai išnykusių gyvūnų ir žmonių, įskaitant neandertaliečius ir denisovo žmones, fosilijų. „Tai „gilaus mokymosi modelis atvėrė langą į praeitį“, – sako de la Fuente.
Dauguma, šiandien naudojamų, antibiotikų yra mažos molekulės - vaistai, daugiausia gauti iš bakterijų ir grybelių. Mažos molekulės paprastai gali lengvai prasiskverbti pro ląstelių membranas ir dažniausiai skiriamos tablečių pavidalu. Peptidai, sudaryti iš trumpų aminorūgščių grandinių, yra didesni ir sudėtingesni. Jie paprastai yra nestabilesni organizme ir negali būti lengvai paverčiami tabletėmis.
Tačiau pastaraisiais metais padaryta pažanga, siekiant pagerinti peptidinių vaistų, įskaitant kai kuriuos intraveninius antibiotikus, GLP-1 ir insuliną, gebėjimą būti absorbuojamiems ir naudojamiems organizme. Antibakterinių peptidų taip pat gausu gamtoje, nes jie yra daugelio organizmų imuninės sistemos dalis.
„Peptidai yra kitas didelis dalykas medicinoje“, – sako de la Fuente, kuris sausio mėnesį įkūrė startuolį, skirtą toliau tirti mamuthusino ir kitų peptidų antibiotinį potencialą.
Kai algoritmai nustato naują peptidą, turintį antibiotinį potencialą, de la Fuente ir jo komanda naudoja robotus, kad savo laboratorijoje pagamintų junginį, o tada jį išbandytų su bakterijomis užkrėstomis pelėmis. Iki šiol keli šimtai peptidų, pagamintų de la Fuente laboratorijoje, saugiai ir efektyviai išgydė sergančias peles.
Viena iš jų buvo mamutuzinas, identifikuotas Mammuthus primigenius, mamutų rūšies, kuri paskutinį kartą klajojo Žemėje maždaug prieš 4000 metų, genetiniame kode. Tyrėjai atrado peptidą, išanalizavę Nacionalinio biotechnologijų informacijos centro DNR sekoskaitos duomenis, gautus iš išnykusių gyvūnų fosilijų.
Eksperimentų metu mamutuzinas buvo toks pat stiprus, kaip polimiksinas B – antibiotikas, dažnai naudojamas, kaip paskutinė priemonė sunkioms infekcijoms gydyti, teigiama žurnale „Nature“ paskelbtame straipsnyje. Mamutų peptidas veiksmingai išnaikino bakterijų tipą, kurį Pasaulio sveikatos organizacija priskyrė kritiniam patogenui dėl atsparumo daugeliui įprastų antibiotikų.
Darbas su išnykusiomis rūšimis „plečia cheminę erdvę, kurią galėtume tyrinėti“, – sako Jamesas Collinsas, bioinžinierius iš Masačusetso technologijos instituto. „Tai molekulės, kurios išsivystė kitu laiku ir kitoje aplinkoje.“ [1]
1. U.S. News: Search for New
Antibiotics Turns Back Time. Mosbergen, Dominique. Wall Street Journal,
Eastern edition; New York, N.Y.. 28 May 2025: A3.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą