Vedcom sa podaril obrovský krok vpred: Základy budúcich antibiotík našli v poškodených bielkovinách

Mnohí odborníci bijú na poplach, pokiaľ ide o nadužívanie antibiotík. Po liekoch siahajú ľudia neraz aj v prípade, kedy to nie je potrebné. Odolnosť voči antibiotikám sa tak posilňuje čoraz viac. Vedci však našli zaujímavé molekuly, ktoré by v budúcnosti mohli pomôcť tento problém vyriešiť na nečakanom mieste.

Objav na nečakanom mieste

Ako informuje web IFL Science, prióny sú nebezpečné infekčné činitele, ktoré spôsobujú hrozné ochorenia. Mohli by zároveň ale predstavovať nový nástroj v boji proti rezistencii voči antibiotikám. S využitím umelej inteligencie vedci identifikovali stovky peptidov ukrytých v štruktúre priónov, ktoré, zdá sa, disponujú silnými antimikrobiálnymi vlastnosťami.

Prióny môžu zapríčiňovať smrteľné neurodegeneratívne ochorenia. Nekontrolovateľným množením priónov vzniká napríklad Creutzfeldt–Jakobova choroba. Prejavuje sa poruchami zraku, neskôr poruchami pamäti. Dochádza k degenerácii mozočka, následkom čoho človek postupne chradne. Napokon ostáva strnulý a nereaguje na žiadne podnety, až kým nenastane smrť.

Nedajú sa len tak zlikvidovať

Vo väčšine prípadov dochádza k nesprávnemu zloženiu bielkovín spontánne, hoci k nemu môže dôjsť aj pri priamom kontakte s materiálom infikovaným priónmi, napríklad pri konzumácii tkanív infikovaných zvierat.

Takáto nákaza je však veľmi ojedinelá. Problémom ale je, že prióny nie je možné len tak ľahko zlikvidovať, keďže nie sú živé. Bežné techniky sterilizácie, ako napríklad vysoká teplota, nepomáhajú. Ak dôjde k nákaze priónmi, choroba (napríklad zmieňovaná Creutzfeldt–Jakobova choroba) je preto neliečiteľná. Preto nie sú prvým zdrojom, kde by vedci hľadali možné základy budúcich antibiotík.

Antimikrobiálne vlastnosti

Prióny sú ale v podstate len bielkoviny a bielkoviny sú zložené z aminokyselín, ktoré sa spájajú do krátkych reťazcov nazývaných peptidy. Niektoré peptidy pritom môžu mať v izolovanej forme antimikrobiálne vlastnosti. Problémom je ale obrovské množstvo peptidov, s ktorými sa pracuje, a náročnosť prechádzania miliónov fragmentov.

Práve v takýchto prípadoch však dokáže byť umelá inteligencia mimoriadne nápomocná. V novej štúdii publikovanej v časopise Nature Microbiology vedci využili systém strojového učenia s názvom APEX na analýzu 19,3 milióna krátkych peptidových fragmentov z 2 897 priónových a priónom podobných proteínov. Pochádzajú z ľudí, ale aj z myší, kráv a z mnohých ďalších zvierat. V rámci skúmanej vzorky identifikovali 1 179 potenciálnych antimikrobiálnych peptidov, ktoré výskumníci nazvali „prioníny“.

Nádej do budúcnosti

Podľa odborníkov nová štúdia celkom mení pohľad na to, kde všade sa môžu základy budúcich antibiotík ukrývať. Tím odborníkov vybral 75 najsľubnejších peptidov a otestoval ich účinnosť voči 11 rôznym baktériám, vrátane kmeňov rezistentných voči liekom. Najmenej 59 z nich potlačilo aspoň jeden bakteriálny patogén. 42 z nich pritom preukázalo silnú aktivitu už pri nízkych koncentráciách.

Ukázalo sa, že prioníny dokážu narúšať bakteriálne membrány, podobne ako bežné iné antimikrobiálne látky. Odborníci poukazujú na to, že toto je len začiatok a umelá inteligencia otvára v tomto smere mnoho nových možností a ciest. Tím tvrdí, že „šifrované peptidy“ sa môžu skrývať na najrôznejších miestach – od ľudských proteínov a vyhynutých organizmov až po mikrobiómy a jedy. Teraz majú vedci možnosť to všetko prehľadať a preskúmať takou rýchlosťou ako doteraz ešte nikdy.

Pozri aj:

Záhadný zvuk mučí ľudí už 50 rokov: Vedci prichádzajú s novou teóriou, ktorá ho môže…