В чем реальная сила бактериофагов
Устойчивость бактерий к антибиотикам растет с каждым годом. Искусственный интеллект, специальная наногубка и бактериофаги помогут нам с этим справиться.
Около века назад в медицине произошла настоящая революция — появились первые антибиотики. Без них от смертельных инфекций каждый год умирали бы миллионы людей, а многие медицинские процедуры, которые мы сегодня воспринимаем как должное, — простые и сложные хирургические операции, вся интенсивная и химиотерапия — не были бы возможны. Сегодня, благодаря антибиотикам, мы живем в среднем почти на 30 лет дольше, чем наши предки в начале 20 века.
Но есть бактерии, которые не поддаются современным лекарствам. Ежегодно они становятся причиной смерти примерно 5 млн человек во всем мире. И эта цифра, по прогнозам экспертов, к 2050 году удвоится, если мы не придумаем, как остановить «тихую эпидемию». Covid-19 только усугубил ситуацию: из-за повсеместного использования антибиотиков резистентность бактерий, вероятно, выросла еще больше, бьют тревогу американские исследователи и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ).
Но не стоит терять надежду. Существует несколько инновационных технологий, которые потенциально способны изменить ситуацию в лучшую сторону. Среди них — использование искусственного интеллекта (ИИ), специальная «наногубка» и природные вирусы-убийцы бактерий. Об этом пишет Vox.
ИИ придумывает новые антибиотики
Сезар де ла Фуэнте, профессор химии и основатель компании Machine Biology Group, и его команда ищут способы, как можно применить последние технологические достижения для решения проблем в области медицины. И у них уже есть первые успехи.
Ученые натренировали компьютер распознавать природные молекулы и предугадывать, какие из них обладают антимикробными свойствами. Благодаря этой методике им удалось открыть антимикробную молекулу в гуайяве, дереве, произрастающем в Центральной и Южной Америке. Затем ее синтезировали в лаборатории и протестировали на разных бактериальных культурах. Молекула доказала свою эффективность. К сожалению, для людей в качестве лекарства она станет доступна еще не скоро — сначала предстоит пройти долгие и необязательно успешные клинические исследования, напоминает Vox.
После прорыва с гуайявой де Фуэнте и его коллеги предположили, что ИИ может еще сильнее ускорить процесс открытия новых антибиотиков. «На то, чтобы выявить кандидатов (перспективные лекарства — прим. ред.) для клинических испытаний, уходит целая вечность. А сама разработка нового антибиотика может стоить до 1 млрд долларов и обычно занимает от 10 до 15 лет. Мы этим были мотивированы», — объяснил профессор химии.
В итоге ученые создали модель ИИ и, прогнав через нее большой массив данных, научили находить молекулы, которые больше всего похожи на антибиотик. Исследуя ДНК вымерших животных, модель, например, обнаружила, что ряд пептидов шерстистого мамонта и стеллеровой коровы могут стать основой для будущих антибиотиков, указывает интернет-издание.
Другие группы ученых также делают ставку на ИИ. Они считают, что технология поможет нам укротить стремительную эволюцию бактерий.
Клин клином
Больше века назад ученые открыли, что в природе существуют вирусы, которые могут заражать бактерии и, по сути, поедать их. Эти «потрясающие вещества» назвали бактериофагами — пожирателями бактерий дословно — или просто фагами.
Развитие антибиотиков привело к тому, что исследования бактериофагов в большинстве стран мира, кроме России, Польши и Грузии, забросили на десятилетия. Но рост резистентности бактерий заставил ученых начать искать потенциальную альтернативу традиционным антибиотикам, и о фагах вновь вспомнили, пишет Vox.
Проблема бактериофагов в том, что у них очень узкий диапазон действия. Но компания Locus Biosciences предлагает решение — готовить смеси из разных фагов или так называемые коктейли. Их можно будет использовать против большинства существующих бактерий, отмечает интернет-издание.
Генеральный директор компании Пол Гарофоло считает, что такие коктейли будут достаточно недорогими, потому что фаги широко распространены в природе и их легко культивировать. Это позволит даже небогатым странам приобрести небольшие партии и защитить свое население от наиболее опасных инфекций, подчеркивает Vox.
Впитать и ликвидировать
Группа ученых из Сан-Диего разработала микроскопическое биоустройство — наногубку. По словам Джессики Филд, старшего директора по доклиническим разработкам в Cellics Therapeutics, одной из компаний, разрабатывающих наногубки, они действуют как приманки для выведения вредных токсинов и воспалительных белков, которые в противном случае могли бы вызвать в организме «хаос». Наногубки представляют собой полимерные наношарики, обернутые в мембрану эритроцитов, и предназначены для использования в сочетании с антибиотиками у пациентов в критическом состоянии, отмечает Vox.
По словам Филд, эффективность наногубок в борьбе с инфекциями не зависит от типа бактерии. И это может сделать их особенно универсальным средством.
Светлое будущее пока далеко
Но есть и пессимистичные оценки. Например, экономист в области здравоохранения Энтони Макдоннелл утверждает, что слишком сильно радоваться по поводу всех этих перспективных инноваций не стоит, поскольку большинство лекарств, которые преодолевают начальную стадию клинических испытаний, на этом и заканчивают.
Вместо этого, считает он, «нужны глобальные цели или какая-то глобальная система, чтобы сократить лишнее использование антибиотиков». По его словам, нужно «усилить инфекционный контроль, потому что это, в первую очередь, позволит остановить распространение заболеваний среди людей».
Будущее многообещающе. Но нужно принимать меры уже здесь и сейчас, резюмирует Vox.
