Yapay zeka, doğada yaklaşık bir milyon potansiyel antibiyotik kaynağının bulunmasına yardımcı oluyor.

Antibiyotik direncine karşı mücadelede önemli bir ilerleme kaydeden uluslararası bir araştırma ekibi, doğal dünyadaki neredeyse bir milyon yeni potansiyel antibiyotik kaynağını ortaya çıkarmak için yapay zekanın (AI) gücünden yararlandı.

Queensland Teknoloji Üniversitesi'nden (QUT) hesaplamalı biyolog Doçent Luis Pedro Coelho liderliğindeki araştırma ekibi, 60.000'den fazla metagenomu (toprak, okyanuslar ve insan dahil olmak üzere çeşitli ortamlardan gelen geniş genetik materyal koleksiyonları) analiz etmek için makine öğreniminden yararlandı.

"Herkese açık olan veri kümelerini kullandık. Çeşitli ortamlardan metagenomik verilerin toplanması ve kullanılması sorulduğunda, Profesör Coelho, Interesting Engineering'e şunları söyledi: Bunlar genellikle başka amaçlar için toplanmıştı.

Yenilikçi yapay zeka destekli yaklaşım, ekibin, zararlı bakterileri öldürme veya büyümesini engelleme potansiyeline sahip küçük moleküller olan şaşırtıcı 863.498 umut verici antimikrobiyal peptidi tanımlamasına olanak tanıdı.

Bulgularını doğrulamak için araştırmacılar, laboratuvarda üretilen 100 peptidi klinik açıdan önemli patojenlere karşı test etti.

Profesör Coelho, IE'ye şunları söyledi: "Özellikle ümit verici olan bazı peptidleri test ettik, ancak daha da önemlisi, veri setimizden tamamen rastgele seçilen bazı peptidleri de test ettik (veri setimizin ne kadar iyi olduğuna dair tarafsız bir tahmin sağlamak için)," dedi.

‍
Test sonuçları, 79 peptidin bakteriyel membranları bozabildiğini ve 63 peptidin özellikle Staphylococcus aureus ve Escherichia coli gibi antibiyotiğe dirençli bakterileri hedef aldığını ortaya çıkardı.

Bu sonuçlar özellikle cesaret vericidir çünkü bu peptitlerin en tehlikeli ve tedavisi zor enfeksiyonlardan bazılarına karşı etkili olabileceğini düşündürmektedir.

Farelerde yapılan ileri klinik öncesi deneyler, peptitlerden ikisinin dikkate değer ölçüde etkili olduğunu ve bakterileri dört kata kadar azalttığını gösterdi.

Etkiler, yaygın olarak kullanılan bir antibiyotik olan polimiksin B'ninkilerle karşılaştırılabilir düzeydeydi ve bu yeni keşfedilen peptidlerin terapötik uygulamalar için potansiyelini ortaya koyuyordu.

Geleneksel antibiyotiklerden daha iyi
Profesör Coelho, "Ölçtüğümüz şey, aday peptidlerin topikal uygulanmasından sonra bakteri yükündeki azalma ve pozitif kontrolle (ki bu klinik olarak kullanılan bir antibiyotiktir) karşılaştırmadır" dedi.

Peptitlerin çok daha hedefli bir aktivite spektrumu potansiyeline dikkat çekti.

Coelho, "Geleneksel antibiyotikler için 'dar spektrumlu' antibiyotikler bile hala çok sayıda organizmayı hedef alırken, peptitler potansiyel olarak çok daha spesifiktir" dedi.

Ayrıca bu peptidlerin geleneksel antibiyotiklerden çok daha iyi olduğunu da açıkladı.

"Antibiyotiklerin normal bağırsak mikrobiyomunu bozması, onları almanın olumsuz bir yan etkisi olarak görülmelidir. Dolayısıyla bu yan etkiyi potansiyel olarak azaltmak büyük bir fayda sağlayabilir” diye belirtti Profesör Coelho, peptitlerin faydalarını açıklarken.

Daha fazla araştırma ve geliştirmeyi kolaylaştırmak için ekip, tanımlanan tüm peptidleri içeren, halka açık bir veri tabanı olan AMPSphere'i oluşturdu.

Bu değerli kaynağın yeni antibiyotiklerin keşfini hızlandırması ve antimikrobiyal dirence karşı devam eden mücadeleye katkıda bulunması bekleniyor.

"Şu anda temel bilimsel yönleri keşfetmeye devam ediyoruz. Gerçekten daha iyi yapabilmeyi istediğimiz şey, peptitlerin özgüllüğünü tahmin etmek ve potansiyel olarak ayarlamaktır," diye tamamladı Coelho.

"Ayrıca adayları daha hızlı tarayabilmek için yaklaşımlar geliştirmeye çalışıyoruz."

Araştırmacılar milyonlarca hayat kurtarmayı hedefliyor
Araştırmacılar, doğal dünyanın geniş genetik çeşitliliğini keşfetmek için yapay zekanın gücünden yararlanarak, hayat kurtaran ilaçların geliştirilmesine yönelik zengin olasılıkların önünü açtı.

Araştırmanın bulguları, insanlık mevcut ilaçlara dirençli süper mikropların sayısının artmasıyla uğraşırken, antimikrobiyal dirençle (AMR) mücadeleye yeniden odaklanılıyor.