Polacy pracują nad nowym rozwiązaniem przeciw drobnoustrojom. Pomoże sztuczna inteligencja

Zespół naukowców pod kierownictwem prof. Ewy Szczurek z Uniwersytetu Warszawskiego z pomocą sztucznej inteligencji opracował nowe peptydy, które mogą być wysoce skuteczne w walce z bakteriami. Eksperci w badaniach wykorzystali własne, nowatorskie rozwiązania z obszaru sztucznej inteligencji (SI).

Badania naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego zostały opublikowane na łamach czasopisma „Nature Communications”. Eksperci opisali w nim nowy typ sztucznej inteligencji, który zaproponował obiecujące substancje o działaniu przeciwdrobnoustrojowym.

Sztuczna inteligencja opracowała sekwencje skuteczne wobec bakterii

Rosnąca na całym świecie lekooporność bakterii, jak zwracają uwagę naukowcy, stwarza coraz większe zagrożenie dla ludzkości. Niektórzy eksperci obawiają się, iż już niedługo człowiek stanie się bezbronny wobec bakterii. W walce z opornością drobnoustrojów mogą pomóc peptydy, cząsteczki podobne do białek, wytwarzane przez organizmy żywe. Niektóre z nich mają za zadanie właśnie niszczenie drobnoustrojów, a przy tym bakterie wolno uodparniają się na nie. Niestety do tej pory nie udało się odkryć peptydu, który działał by skuteczniej niż w tej chwili stosowane antybiotyki.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego, kierowany przez prof. Ewę Szczurek z Wydziału Matematyki, Mechaniki i Informatyki, postanowił podejść do tego wyzwania w niekonwencjonalny sposób – z pomocą sztucznej inteligencji. Ponadto eksperci wykorzystali własne, nowatorskie inteligentne algorytmy. System, nazwany HydrAMP, wygenerował nieznane wcześniej sekwencje, które charakteryzowało silne działanie przeciwbakteryjne. Sekwencje to peptydy, które składają się z kolejno ułożonych mniejszych cząsteczek – aminokwasów. Komputer wygenerował nowe ciągi aminokwasów po tym, jak podano mu wiedzę o już istniejących.

– Ponieważ dysponujemy wystarczająco dużą liczbą takich sekwencji, możemy nauczyć nasz model odróżniać losowe napisy od sekwencji kodujących peptydy. Mamy także dane dotyczące aktywności znanych peptydów. I tego także model może się nauczyć – wskazuje Paulina Szymczak, doktorantka Międzydziedzinowej Szkoły Doktorskiej i pierwsza autorka artykułu, cytowana na stronie internetowej UW.

Pierwszy taki model, który potrafi modyfikować znane peptydy

W badania włączył się również zespół naukowców z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, kierowany przez prof. Wojciecha Kamysza. Naukowcy zsyntezowali zaproponowane przez komputer peptydy u przetestowali je na bakteriach oraz czerwonych krwinkach, by sprawdzić bezpieczeństwo. Wynik, jak się okazało, był obiecujący.

– Odkryliśmy piętnaście zupełnie nowych, aktywnych peptydów. Między nimi znajduje się peptyd o nazwie Varsavian, który wykazuje bardzo obiecujące działanie przeciwko niebezpiecznym bakteriom, takim jak metycylinooporny gronkowiec złocisty – podkreśla prof. Ewa Szczurek.

Opracowana przez naukowców SI jest również w stanie poprawiać peptydy już wcześniej znane. Dzięki temu z niedziałającego na bakterie peptydu może powstać taki, który silnie oddziałuje na drobnoustroje, a przy tym jest bezpieczny dla organizmu człowieka.

Naukowcy zwracają uwagę, iż jest to pierwszy taki model, który potrafi modyfikować znane peptydy. Odkrycie zostało już zgłoszone do Urzędu Patentowego i ma szanse zostać przetestowane w badaniach klinicznych.

Źródło: PAP