U3F1ZWV6ZTQ1NTI2MjU1ODUwODg2X0ZyZWUyODcyMTg5ODg4NTM0Nw==
اكتشفت منظمة العفو الدولية للتو مضاد حيوي جديد لقتل أشد البكتيريا في العالم
اكتشفت منظمة العفو الدولية للتو مضاد حيوي جديد لقتل أشد البكتيريا في العالم
كان البنسلين ، أحد أعظم الاكتشافات في تاريخ الطب ، نتاج الصدفة.
بعد عودته من العطلة الصيفية في سبتمبر 1928 ، وجد عالم الجراثيم ألكسندر فليمينغ أن مستعمرة من البكتيريا التي تركها في مختبره في لندن قد أنتجت فطرًا.
الغريب ، أينما اتصلت البكتيريا بالفطريات ، انهارت جدرانها الخلوية وماتت.
خمن فليمنج أن الفطريات تفرز شيئًا مميتًا للبكتيريا ، والباقي هو التاريخ.
كشف اكتشاف فليمنج للبنسلين وعزله وتوليفه والتدرج بعد ذلك في الأربعينيات من القرن الماضي عن سيل من اكتشافات المضادات الحيوية في العقود القليلة القادمة.
كانت البكتيريا والفطريات تخوض حربًا قديمة ضد بعضها البعض ، وتبين أن الأسلحة التي طورتها على مدى دهور هي أفضل دفاع للبشرية ضد العدوى البكتيرية والأمراض.
ولكن في العقود الأخيرة ، تباطأ فيض المضادات الحيوية الجديدة إلى مستوى ضئيل.
تطورها غير اقتصادي لشركات الأدوية ، وقد تم قطف الثمار المعلقة منذ فترة طويلة.
نحن نواجه الآن ظهور سلالات من البكتيريا الفائقة المقاومة لواحد أو أكثر من المضادات الحيوية وترسانة الشيخوخة لمحاربتها.
ذهب بلا منازع ، يقدر أن 700000 حالة وفاة في جميع أنحاء العالم بسبب مقاومة الأدوية يمكن أن ترتفع إلى ما يصل إلى 10 ملايين في عام 2050.
يحذر العلماء على نحو متزايد من أن المد يتحول ، ونحن بحاجة إلى استراتيجية جديدة لمواكبة التكتيكات السريعة بشكل ملحوظ والإبداعية للتطور البكتيري.
ولكن حيث انطلق العصر الذهبي للمضادات الحيوية عن طريق الصدفة ، والذكاء البشري ، والأسلحة الجزيئية الطبيعية ، فقد يعتمد تكملة على العين الخارقة للذكاء الاصطناعي لفحص ملايين المركبات - وحتى تصميم مركبات جديدة - بحثًا عن البنسلين التالي
هال يكتشف مضاد حيوي قوي
في بحث نشر هذا الأسبوع في مجلة Cell ،
اتخذ باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خطوة في هذا الاتجاه.
يقول الفريق إن خوارزمية التعلم الآلي اكتشفت مضادًا حيويًا جديدًا قويًا.
تم تسميته باسم منظمة العفو الدولية في عام 2001: A Space Odyssey ، المضاد الحيوي ، halicin ، نجح في القضاء على عشرات السلالات البكتيرية ، بما في ذلك بعض البكتيريا الأكثر خطورة المقاومة للأدوية في قائمة منظمة الصحة العالمية الأكثر طلبًا.
في تجربة استمرت شهرًا ، فشلت بكتيريا E. coli أيضًا في تطوير مقاومة للهاليسين ، في تناقض صارخ مع المضادات الحيوية الموجودة من سيبروفلوكساسين.
وقالت ريجينا بارزيلاي ، وهي مؤلفة كبيرة في الدراسة وأستاذ علوم الكمبيوتر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، لصحيفة الغارديان: "فيما يتعلق باكتشاف المضادات الحيوية ، فإن هذا هو الأول على الإطلاق".
تم تدريب الخوارزمية التي اكتشفت halicin على الخصائص الجزيئية لـ 2500 مركب.
كان نصفهم تقريبًا من الأدوية المعتمدة من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير ، و 800 أخرى تحدث بشكل طبيعي.
قام الباحثون على وجه التحديد بضبط الخوارزمية للبحث عن الجزيئات التي لها خصائص المضادات الحيوية ولكن هياكلها تختلف عن المضادات الحيوية الموجودة (كما يفعل الهاليسين).
باستخدام برنامج آخر للتعلم الآلي ، قاموا بفحص النتائج لأولئك الذين يحتمل أن يكونوا آمنين للبشر.
تشير الدراسة المبكرة إلى أن الهاليسين يهاجم أغشية خلايا البكتيريا ، مما يعطل قدرتها على إنتاج الطاقة.
قد تستغرق حماية غشاء الخلية من الهاليسين أكثر من طفرة جينية أو اثنتين ، وهو ما يمكن أن يفسر قدرته الرائعة على منع المقاومة.
قال جيمس كولينز ، أستاذ الهندسة الحيوية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الكبير لصحيفة الغارديان: "أعتقد أن هذا أحد أقوى المضادات الحيوية التي تم اكتشافها حتى الآن". "لها نشاط قوى ضد مجموعة كبيرة من الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية."
وبعيدًا عن الاختبارات التي أجريت في المستعمرات البكتيرية ، قام الفريق أيضًا باختبار هالسين في الفئران.
يقوم المضاد الحيوي بإزالة العدوى من سلالة من البكتيريا المقاومة لجميع المضادات الحيوية المعروفة في يوم واحد.
يخطط الفريق لإجراء مزيد من الدراسة بالشراكة مع شركة أدوية أو منظمة غير ربحية ، ويأملون أن يثبتوا في النهاية أنها آمنة وفعالة للاستخدام في البشر.
يبقى هذا الجزء الأخير هو الخطوة الأصعب ، بالنظر إلى تكلفة الموافقة على دواء جديد.
لكن كولينز يأمل أن تساعد الخوارزميات مثل خوارزمياتهم.
وقال لصحيفة فاينانشيال تايمز: "يمكننا تقليل التكلفة المطلوبة بشكل كبير من أجل إجراء التجارب السريرية".
كم عدد المضادات الحيوية الجديدة التي تنتظر الاكتشاف ، وإلى أي مدى يمكن أن يأخذنا فحص الذكاء الاصطناعي؟
أول 6000 مركب تم فحصها من قبل فريق بارزيلاي وكولينز هي انخفاض في الدلو.
لقد بدأوا بالفعل في حفر أعمق من خلال ضبط الخوارزمية على 100 مليون جزيء من مكتبة على الإنترنت تحتوي على 1.5 مليار مركب تسمى قاعدة بيانات ZINC15.
استغرق هذا البحث الأول ثلاثة أيام وحضر 23 مرشحًا إضافيًا ، مثل الهاليسين ، يختلفون هيكليًا عن المضادات الحيوية الموجودة وقد يكونوا آمنين للبشر.
يبدو أن اثنتين من هذه - التي سيدرسها الفريق بشكل أكبر - تتمتعان بقوة خاصة.
حتى أكثر طموحًا ، يأمل برزيلاي في أن يجد هذا النهج أو حتى تصميم مضادات حيوية جديدة تقتل البكتيريا السيئة في حين تجنيب الأخيار.
بهذه الطريقة ، ستقوم جولة من المضادات الحيوية بمعالجة أي مرض لك دون إخراج الميكروبيوم المعوي بأكمله في هذه العملية.
كل هذا جزء من حركة أكبر لاستخدام خوارزميات التعلم الآلي في العملية الطويلة والمكلفة لاكتشاف المخدرات.
يقوم لاعبون آخرون في المنطقة أيضًا بتدريب الذكاء الاصطناعي على المساحة الشاسعة للمركبات الشبيهة بالمخدرات.
في الخريف الماضي ، واجه أحد الشركاء في المنطقة ، Insilico ، تحديًا من قبل شريك لمعرفة مدى السرعة التي يمكن أن تؤدي بها طريقتهم المهمة.
طرحت الشركة مرشحًا جديدًا لإثبات صحة الدواء في 46 يومًا فقط.
المجال لا يزال يتطور ، ومع ذلك ، لم يلاحظ بعد بالضبط مدى قيمة هذه النهج في الممارسة العملية.
برزيلاي متفائل بالرغم من ذلك.
وقالت: "لا يزال هناك سؤال حول ما إذا كانت أدوات التعلم الآلي تفعل شيئًا ذكيًا في مجال الرعاية الصحية ، وكيف يمكننا تطويرها لتصبح عمالًا في صناعة الأدوية".
"هذا يوضح إلى أي مدى يمكنك تكييف هذه الأداة".
منع تطور مقاومة المضادات الحيوية في الإشريكية القولونية ، بينما لم يفعل سيبروفلوكساسين
Halicin
هو مركب كيميائي يعمل كمثبط لإنزيم كيناز في الأصل ، تم البحث في علاج مرض السكري ، ولكن لم يستمر التطوير لهذا التطبيق بسبب النتائج السيئة في الاختبار.
في وقت لاحق ، تم تحديد halicin من قبل باحثي الذكاء الاصطناعي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في عام 2019 باستخدام نهج التعلم العميق في السيليكو ، كمضاد حيوي واسع النطاق محتمل على الأرجح.
تم التحقق من هذا الاحتمال عن طريق اختبار زراعة الخلايا المختبرية ، متبوعًا باختبارات حية في الفئران.
أظهر نشاطًا ضد السلالات المقاومة للأدوية من Clostridiodes difficile و Acinetobacter baumannii و Mycobacterium tuberculosis ، مع آلية عمل غير عادية تنطوي على عزل الحديد داخل الخلايا البكتيرية ، مما يتعارض مع قدرتها على تنظيم توازن الأس الهيدروجيني عبر غشاء الخلية بصورة صحيحة.
نظرًا لأن هذه طريقة عمل مختلفة عن معظم المضادات الحيوية ، احتفظ الهاليسين بنشاط ضد السلالات البكتيرية المقاومة للعديد من الأدوية شائعة الاستخدام.
تشير الدراسات الأولية إلى أن الهاليسين يقتل البكتيريا عن طريق تعطيل قدرتها على الحفاظ على التدرج الكهروكيميائي عبر أغشية الخلايا.
هذا التدرج ضروري ، ، لإنتاج ATP (جزيئات تخزين الطاقة داخل الخلايا) ، لذلك إذا انهار التدرج ، تموت الخلايا.
قد يكون من الصعب على البكتيريا تطوير هذا النوع من آليات القتل
إرسال تعليق