ИИ помог найти новые антибиотики в ядах змей и пауков

Интеграция крупномасштабного вычислительного анализа с экспериментальной проверкой может ускорить открытие крайне необходимых человечеству медикаментов.
Автор Наука Mail
Ядовитая змея
Антимикробный потенциал ядов змей и других животных мало изученИсточник: Unsplash

Яд змей, скорпионов и пауков можно использовать для борьбы с устойчивостью к антибиотикам,  которая приводит к миллиону смертей по всему миру каждый год. К такому выводу пришли ученые из Пенсильванского университета (США) после того, как с помощью искусственного интеллекта смогли получить из ядов противомикробные средства нового поколения.

Схема вычислительного исследования ядов с помощью искусственного интеллекта
Вычислительное исследование ядов с помощью искусственного интеллекта с целью выявления антимикробных свойств Источник: Nature Communications

Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, специалисты использовали систему глубокого обучения APEX для анализа базы данных, содержащей более 40 млн зашифрованных пептидов яда — крошечных белков, которые животные вырабатывают для нападения или в качестве защитного механизма. За несколько часов алгоритм выделил 386 соединений с молекулярными характеристиками антибиотиков нового поколения.

Яды — это эволюционные шедевры, но их антимикробный потенциал почти не изучен. APEX позволяет нам за считанные часы просканировать огромное химическое пространство и выявить пептиды с исключительным потенциалом для борьбы с самыми устойчивыми патогенами в мире.
Сезар де ла Фуэнте
профессор психиатрии, микробиологии, биоинженерии, химической и биомолекулярной инженерии, а также химии из Университета Пенсильвании

Из списка, составленного ИИ, команда выбрала 58 пептидов яда для лабораторных испытаний. Из них 53 убивали устойчивые к лекарствам бактерии, в том числе кишечную палочку и золотистый стафилококк, в дозах, безвредных для эритроцитов человека.

Сейчас команда Пенсильванского университета работает с лучшими «кандидатами» на роль пептидов, которые могут стать основой для новых антибиотиков, совершенствуя их с помощью методов медицинской химии.

Ранее Наука Mail рассказывала, как исследователи из Великобритании нашли уязвимость в метаболизме бактерии, вызывающей туберкулез.