Peptidele dezvoltate cu ajutorul inteligenței artificiale pătrund apărarea bacteriilor MRSA
Un instrument recent dezvoltat, bazat pe inteligența artificială, s-a dovedit eficient în crearea de tratamente care atacă bacteriile rezistente la antibiotice, prin distrugerea apărării lor externe, conform unei noi cercetări realizate la Houston Methodist.
Studiul, publicat în Nature Communications și condus de Eleftherios Mylonakis, M.D., Ph.D., detaliază cum cercetătorii au utilizat acest instrument pentru a identifica peptide antimicrobiene – proteine mici care fac parte din sistemul imunitar natural al organismului – care vizează eficient bacterii precum Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) în teste de laborator.
„Bacteriile rezistente la antibiotice reprezintă o amenințare majoră pentru sănătatea globală, cu aproximativ 2,8 milioane de infecții și peste 35.000 de decese anual în SUA. Abordarea acestei provocări este crucială”, a declarat Mylonakis.
Peptidele antimicrobiene oferă o abordare promițătoare pentru a viza bacteriile greu tratabile, reducând în același timp probabilitatea de apariție a rezistenței. Totuși, proiectarea acestor molecule cu precizie a fost, în mod tradițional, complexă și consumatoare de timp. Pentru a depăși această dificultate, am dezvoltat o platformă bazată pe inteligența artificială care permite identificarea și proiectarea peptidelor cele mai eficiente împotriva MRSA și altor patogeni”, a adăugat Mylonakis.
Primii autori, Fadi Shehadeh și Biswajit Mishra, împreună cu colaboratorii lor, au creat CAMPER (Constraint-driven AMP Engineering with Ranking), o platformă bazată pe inteligență artificială care integrează învățarea automată cu caracteristici biologic informate. CAMPER evaluează și clasifică biblioteci de peptide candidate pe baza proprietăților lor fizice și chimice și a performanței prevăzute. Utilizând această abordare, echipa a identificat un candidat promițător, WP-CAMPER1, care a arătat o activitate puternică împotriva MRSA la concentrații scăzute și a dezvăluit potențialul său pentru tratarea infecțiilor rezistente la antibiotice.
„În cele din urmă, studiul nostru raportează și validează metodologia CAMPER, demonstrând capacitatea sa de a genera peptide care arată eficacitate împotriva infecțiilor greu tratabile și persistente. Reprezintă un pas important către o platformă scalabilă pentru dezvoltarea terapeuticelor care vizează patogenii complexi”, a concluzionat Mylonakis.
Alți colaboratori ai acestui studiu includ Lewis Oscar Felix, Charilaos Dellis, Narchonai Ganesan și Liyang Zhang de la Houston Methodist; Raquel Ferrer-Espada, Andrew Martens, Youlian Goulev și Johan Paulsson de la Harvard Medical School; Anindya Basu de la Rajiv Gandhi Technological University; Michael B. Sherman de la The University of Texas Medical Branch at Galveston; Mandar Naik de la Brown University și Paul Sotiriadis de la National Technical University of Athens și Archimedes-Athena Research Center.
