Учени правят нови антибиотици от ДНК на неандерталец

Развиваща се резистентност

От появата на пеницилина антибиотиците са крайъгълният камък на нашата защита срещу бактериални заболявания. Бактериите обаче са хитри и развиват резистентност към нашите лекарства, като по този начин ескалират надпреварата в биологичното въоръжаване. Това е сурова реалност, подчертана от предупреждението на Центъра за контрол и превенция на заболяванията за задаващата се постантибиотична ера.

ОЩЕ: Антибиотиците са все по-неефективни при детски инфекции

Според системен анализ, публикуван през 2022 г. в The Lancet, само за 2019 г. е изчислено, че 1,3 милиона смъртни случая се дължат пряко на антибиотична резистентност, повечето в Субсахарска Африка и Азия.

Доклад на Световната здравна организация (СЗО) показва, че повече от половината бактерии, отговорни за инфекциите на кръвта в болниците – по-специално видовете Klebsiella pneumoniae и Acinetobacter – сега са резистентни към множество лекарства. Тези инфекции са особено тежки и обикновено изискват лечение с най-мощните налични антибиотици, известни като карбапенеми. Изследването е установило тревожния факт, че 8% от инфекциите на кръвта, причинени от Klebsiella pneumoniae, не реагират дори на тези мощни лекарства.

Дори обичайните бактериални инфекции, които се лекуват рутинно с антибиотици, показват обезпокоителни нива на резистентност. Neisseria gonorrhoeae – бактерията, отговорна за широко известната полово предавана инфекция гонорея, е развила резистентност към ципрофлоксацин, антибиотик, който обикновено се предписва в перорална форма, в над 60% от случаите. Освен това E. coli, обикновено виновна за инфекциите на пикочните пътища, също е станала тревожно предизвикателна.

Повече от 20% от случаите на E. coli показват резистентност не само към първичните антибиотици (ампицилин и котримоксазол), но и към вторичната линия на защита – флуорохинолони, които обикновено се прилагат в по-трудни случаи.

Джурасик парк за антибиотици

Тъй като резистентните към лекарства инфекции заплашват да увеличат смъртността, търсенето на нови антибиотици е по-важно от всякога. Имайки предвид тази спешност, някои учени се обърнали за помощ към изкуствения интелект (AI). Те използвали алгоритми за машинно обучение, за да претърсят човешкия геном, като пресяват хиляди белтъци, за да идентифицират онези, които са способни да се борят с инфекциите. Тези малки молекули или пептиди образуват предната линия на защитата на нашата имунна система.

Използвайки този подход, изследователите от Университета на Пенсилвания са идентифицирали повече от 2500 антимикробни пептида в човешката ДНК. Някои от тях могат да бъдат пренасочени в нови фармацевтични лекарства, които биха могли да неутрализират дори най-здравите бактерии, които в момента не реагират на нашите антибиотици.

Но търсенето на съкровища не спряло дотук. Констатациите накарали всички да се замислят: какви пептиди, убиващи микроби, могат да се крият в геномите на нашите изчезнали роднини? Така че изследователите приложили същия AI модел, известен като panCleave, към геномите на неандерталците и денисовците. Това довело до откриването на подходящо наречения неандерталин-1 – пептид, синтезиран с помощта на техника, която свързва аминокиселини последователно.

Когато изследователите синтезирали неандерталин-1 и го използвали срещу кожна инфекция при мишки, това проработило. Базираното на неандерталец средство съперничи по ефективност на съвременния антибиотик полимиксин Б.

„Това е напълно ново. Измислихме термина „молекулярна деекстинкция“ и това е първата рецензирана статия, която го описва – казва Сесар де ла Фуенте, който е съавтор на изследването. – Така че е доста вълнуващо за нас.“

Изследването служи като дълбоко напомняне за взаимосвързаността на живота във времето, като пептидът неандерталин-1 се появява като подарък от нашите далечни роднини. Въпреки че все още не е клинична реалност, потенциалът му е поразителен.

ОЩЕ: България е с най-висока смъртност от тотално резистентни на антибиотици бактерии

Важно е обаче да се отбележи, че това изследване е в начален етап. Ефективността на неандерталин-1 при хората тепърва предстои да се разбере. Съществува и опасението, че патогените все още могат бързо да развият резистентност към лекарства, получени от древната ДНК.

Въпреки това откритието представлява значителна стъпка към иновативни антибиотици, илюстриращи сливането на древни генетични прозрения със съвременната AI технология.