Új fegyver a szuperbaktériumok ellen?
Az antibiotikumok felfedezése 1928-ban fordulópontot jelentett az orvostudomány számára. A penicillin megjelenése előtt az olyan fertőző betegségek, mint a tüdőgyulladás, a tuberkulózis és a vérmérgezés széles körben elterjedtek és halálosak voltak. Az antibiotikumok megjelenése lehetővé tette ezen betegségek kezelését, és jelentősen csökkentette a műtéti beavatkozások kockázatát is. Az antibiotikumok felfedezése a tudomány diadalmas pillanata volt, amely átalakította az orvosi gyakorlatot és megszámlálhatatlan életet mentett meg.
Azonban az antibiotikumoknak van egy inherens hátránya: túlzott használatuk esetén a baktériumok rezisztenciát fejleszthetnek ki ezekkel a gyógyszerekkel szemben. Az Egészségügyi Világszervezet becslése szerint ezek a szuperbaktériumok 2019-ben világszerte 1,27 millió halálesetet okoztak, és az elkövetkező években várhatóan egyre növekvő fenyegetést jelentenek majd a globális közegészségügyre.
Új felfedezések a baktériumok elleni küzdelemben
Az új felfedezések segítenek a tudósoknak innovatív módon szembenézni ezzel a kihívással. Kutatások kimutatták, hogy a nem antibiotikumként felírt gyógyszerek, például a rák, a cukorbetegség és a depresszió kezelésére használt gyógyszerek csaknem negyede képes elpusztítani a baktériumokat az emberek esetében általában előírt dózisban. Ezek az eredmények új lehetőségeket nyitnak meg az antibiotikum-rezisztencia elleni küzdelemben.
Annak megértése, hogy bizonyos gyógyszerek milyen mechanizmusok révén mérgezőek a baktériumokra, messzemenő következményekkel járhat az orvostudomány számára. Ha a nem antibiotikumok más módon célozzák meg a baktériumokat, mint a standard antibiotikumok, akkor új antibiotikumok kifejlesztéséhez vezethetnek. Ha azonban a nem antibiotikumok hasonló módon ölik meg a baktériumokat, mint az ismert antibiotikumok, akkor hosszú távú használatuk, például krónikus betegségek kezelésében, akaratlanul is elősegítheti az antibiotikum-rezisztencia kialakulását.
Gépi tanulás segítségével új bakteriális célpontok azonosítása
Nemrégiben publikált kutatásunkban munkatársaimmal együtt egy új gépi tanulási módszert fejlesztettünk ki, amely nem csak azt azonosította, hogy a nem antibiotikumok hogyan ölik meg a baktériumokat, hanem segíthet új bakteriális célpontok megtalálásában is az antibiotikumok számára.
A módszerünk csaknem 2 millió toxicitási esetet elemzett 200 gyógyszer és több ezer mutáns baktérium között. Egy általam kifejlesztett gépi tanulási algoritmus segítségével a gyógyszereket hálózatba csoportosítottam aszerint, hogy hogyan hatottak a mutáns baktériumokra. Az eredmények azt mutatták, hogy a nem antibiotikumok és az antibiotikumok eltérő módon ölik meg a baktériumsejteket, ami új lehetőségeket nyit az antibiotikum-rezisztencia elleni küzdelemben.
Új utak a baktériumok elleni küzdelemben
Eredményeink több lehetőséget is megnyitnak a kutatók számára annak tanulmányozására, hogy a nem antibiotikumok hogyan működnek másként, mint a standard antibiotikumok. Módszerünk a gyógyszerek feltérképezésére és tesztelésére is alkalmas lehet, ami segíthet az antibiotikumok fejlesztésében jelentkező kritikus szűk keresztmetszet kezelésében.
Még vannak olyan módok a baktériumok elpusztítására, amelyeket eddig nem használtunk ki, és még mindig vannak olyan utak, amelyeket bejárhatunk a bakteriális fertőzések és az antibiotikum-rezisztencia fenyegetése elleni küzdelemben. A gépi tanulás és a genetikai szűrés kombinálása segíthet megtalálni azokat a kémiai tűket a szénakazalban, amelyek a kutatók által korábban még nem alkalmazott módon képesek elpusztítani a baktériumokat.
Eredeti cikk: sciencealert.com
