We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
اختراق في تطوير المضادات الحيوية
باستخدام خوارزمية التعلم الآلي ، تم تحديد مركب مضاد حيوي جديد قوي يقتل العديد من البكتيريا المسببة للأمراض الأكثر إشكالية في العالم. وشملت هذه بعض السلالات المقاومة لجميع المضادات الحيوية المعروفة.
وجدت أحدث دراسة أجراها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) المعترف بها دوليًا أن مركب مضاد حيوي تم تحديده حديثًا يعمل أيضًا على سلالات مقاومة عادة لجميع المضادات الحيوية المعروفة. ونشرت نتائج الدراسة في مجلة "سيل" الصادرة باللغة الإنجليزية.
ماذا كان هدف الدراسة؟
يجب أن يحاول نموذج الكمبيوتر الذي يمكنه تحليل أكثر من مائة مليون مركب كيميائي في غضون أيام تحديد المضادات الحيوية المحتملة التي تقتل البكتيريا بآليات غير تلك المتاحة حاليًا.
عصر جديد للمضادات الحيوية من خلال الذكاء الاصطناعي؟
وقال البروفيسور جيمس كولينز من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في بيان صحفي "أردنا تطوير منصة تمكننا من استخدام قوة الذكاء الاصطناعي للدخول في حقبة جديدة من اكتشاف المضادات الحيوية." وأضاف الخبير: "كشف نهجنا عن هذا الجزيء المدهش ، والذي يمكن القول إنه أحد أكثر المضادات الحيوية فعالية التي تم اكتشافها".
تم تحديد مرشحين واعدين آخرين للمضادات الحيوية
في دراستهم الجديدة ، حدد الباحثون أيضًا العديد من المرشحات الواعدة للمضادات الحيوية التي يريدون اختبارها بشكل أكبر. وتعتقد مجموعة البحث أن النموذج يمكن استخدامه أيضًا لتطوير أدوية جديدة بناءً على معرفة الهياكل الكيميائية التي تسمح للأدوية بقتل البكتيريا.
صعوبة تطوير المضادات الحيوية
تم تطوير عدد قليل جدًا من المضادات الحيوية الجديدة في العقود القليلة الماضية ، ومعظم هذه المضادات الحيوية المعتمدة حديثًا هي أنواع مختلفة قليلاً من الأدوية الموجودة. غالبًا ما تكون الطرق الحالية لفحص المضادات الحيوية الجديدة باهظة ، وتتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت ، وعادة ما تقتصر على نطاق ضيق من التنوع الكيميائي.
كيف تم تدريب النموذج؟
قام الباحثون بتدريب نموذجهم على حوالي 2500 جزيء ، بما في ذلك حوالي 1700 دواء معتمد من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير ومجموعة من 800 منتج طبيعي بهياكل مختلفة ومجموعة واسعة من الأنشطة الحيوية.
اختار النموذج جزيءًا ذا نشاط قوي مضاد للبكتيريا
بعد تدريب النموذج ، اختبره الباحثون في مركز إعادة استخدام الأدوية التابع للمعهد الواسع ، وهو عبارة عن مجموعة مكونة من حوالي 6000 مركب. اختار النموذج جزيءًا (halicin) كان من المتوقع أن يكون له نشاط قوي مضاد للجراثيم وكان له بنية كيميائية مختلفة عن جميع المضادات الحيوية الموجودة.
يبدو أن الجزيء لديه سمية منخفضة للخلايا البشرية
باستخدام نموذج آخر للتعلم الآلي ، أظهر الباحثون أيضًا أن هذا الجزيء من المحتمل أن يكون له سمية منخفضة للخلايا البشرية. تمت دراسة الجزيء سابقًا كدواء محتمل للسكري. اختبر الباحثون العشرات من السلالات البكتيرية المعزولة من المرضى ونمت في أطباق المختبر.
كان الجزيء قادرًا على قتل العديد من السلالات المقاومة
ووجدوا أن هذا الجزيء كان قادرًا على قتل العديد من السلالات المقاومة ، بما في ذلك Clostridium difficile و Acinetobacter baumannii و Mycobacterium tuberculosis. كان الدواء فعالًا ضد جميع الأنواع التي تم اختبارها ، باستثناء Pseudomonas aeruginosa ، وهو من مسببات الأمراض الرئوية التي يصعب علاجها.
يزيل مرهم العدوى في غضون 24 ساعة
لاختبار فعالية الهاليسين على الحيوانات الحية ، استخدمه الباحثون في علاج الفئران المصابة بـ A. baumannii ، وهي بكتيريا أصابت العديد من الجنود الأمريكيين المتمركزين في العراق وأفغانستان. إن سلالة A. baumannii التي تستخدمها تقاوم جميع المضادات الحيوية المعروفة ، ولكن باستخدام مرهم يحتوي على halicin ، تم القضاء على العدوى بالكامل في غضون 24 ساعة.
لم تطور E. coli مقاومة للهالين
وجد أيضًا أن E. coli لم يطور مقاومة للهاليسين خلال فترة علاج 30 يومًا. في المقابل ، بدأت البكتيريا في تطوير مقاومة للمضاد الحيوي سيبروفلوكساسين في غضون يوم إلى ثلاثة أيام ، وبعد 30 يومًا كانت البكتيريا أكثر مقاومة لمركب السيبروفلوكساسين بحوالي 200 مرة مما كانت عليه في بداية التجربة.
ومن المقرر إجراء مزيد من البحوث
في المستقبل ، يخطط الباحثون لمزيد من الدراسات حول الهاليسين ، والتي يريدون إجراؤها بالتعاون مع شركة أدوية أو منظمة غير ربحية ، على أمل أن تكون قابلة للاستخدام للاستخدام البشري.
23 مرشحا للمضادات الحيوية الجديدة؟
بعد تحديد الهاليسين ، استخدم الباحثون أيضًا نموذجهم لفحص أكثر من 100 مليون جزيء تم اختيارهم من قاعدة بيانات ZINC15 ، وهي مجموعة عبر الإنترنت تضم ما يقرب من 1.5 مليار مركب كيميائي. استمر هذا الفحص لمدة ثلاثة أيام فقط ، وحدد 23 مرشحًا اختلفوا هيكليًا عن المضادات الحيوية الموجودة وكان من المتوقع أن يكونوا غير سامين للخلايا البشرية.
أظهرت ثمانية جزيئات نشاط مضاد للجراثيم
في الاختبارات المعملية على خمسة أنواع من البكتيريا ، وجد أن ثمانية من الجزيئات أظهرت نشاطًا مضادًا للبكتيريا واثنان قويان بشكل خاص. يخطط الباحثون الآن لمواصلة اختبار هذه الجزيئات ومواصلة البحث في قاعدة بيانات ZINC15.
الاختراق الثاني في وقت قصير
اكتشف باحثون في جامعة ماكماستر في كندا مؤخرًا مجموعة جديدة من المضادات الحيوية القادرة على قتل البكتيريا المقاومة باستخدام آلية لم يسبق لها مثيل. هذا الاكتشاف لديه القدرة على تحويل المعركة ضد مقاومة مضادات الميكروبات. تقوم مجموعة البحث بالفعل باختبار المضادات الحيوية بنجاح على سلالات بكتيرية مقاومة يمكن أن تسبب تسمم الدم (الإنتان). لمزيد من المعلومات ، راجع المقالة: مضاد حيوي جديد يعمل ضد بكتيريا الإنتان المقاومة. (مثل)
معلومات المؤلف والمصدر
يتوافق هذا النص مع مواصفات الأدبيات الطبية والمبادئ التوجيهية الطبية والدراسات الحالية وقد تم فحصها من قبل الأطباء.
تضخم:
- Jonathan M. Stokes، Kevin Yang، Kyle Swanson، Tommi S. Jaakkola، Regina Barzilay et al.: A Deep Learning Approach to Antibiotic Discovery، in Cell (منشور في المجلد 180 ، العدد 4 ، 13 فبراير ، 2020) ، خلية
- الذكاء الاصطناعي يعطي مضادات حيوية جديدة ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (تم نشره في 20 فبراير 2020) ، MIT
