چهارشنبه، 22 مرداد ماه 1404 = 13-08 2025
کشف آنتی بیوتیک‌های جدید از میکروب های باستانی با کمک هوش مصنوعی
دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا با کمک هوش مصنوعی موفق به کشف آنتی بیوتیک‌های نسل جدید در میکروب‌های باستانی شدند که می‌توانند با باکتری‌های مقاوم به دارو مقابله کنند.
به گزارش تک‌ناک، این میکروارگانیسم‌ها با نام آرکی (Archaea)، نشانه‌هایی از وجود ترکیبات آنتی‌بیوتیکی در خود دارند، که می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد.
پژوهشگران با استفاده از ابزار هوش مصنوعی APEX موفق به این کشف شدند. دلا فونته، پژوهشگر ارشد این مطالعه تأکید کرد که تلاش‌های پیشین برای یافتن آنتی بیوتیک‌های جدید بیشتر روی قارچ‌ها، باکتری‌ها و حیوانات متمرکز بوده و مطالعه میکروارگانیسم‌ها باستانی همچون آرکی‌ها، رویکردی نوین و ارزشمند است.
آرکی‌ها با اینکه از نظر ظاهری شبیه باکتری‌ها هستند، اما از نظر ساختار شیمیایی، غشای سلولی و ژنتیک کاملاً با آنها تفاوت دارند. همین تفاوت‌ها باعث می‌شود که بتوانند در محیط‌های بسیار سخت مثل دریچه‌های داغ زیر دریا، چشمه‌های آب‌جوش و مکان‌های سمی زنده بمانند.
به گفته مارسلو تورس، یکی از پژوهشگران این مطالعه، این میکروب‌ها به دلیل زندگی در محیط‌های غیرمعمول، ناچار به تکامل سازوکارهای دفاعی منحصربه‌فردی شده‌اند.
کشف ۱۲ هزار ترکیب آنتی بیوتیکی با هوش مصنوعی
ابزار هوش مصنوعی APEX با تحلیل هزاران پپتید (زنجیره کوتاه آمینواسیدها) که خواص ضدمیکروبی آنها شناخته شده است، آموزش داده شد تا پیش‌بینی کند که کدام پپتیدهای آرکی‌ها می‌توانند رشد باکتری‌ها را مهار کنند.
اسکن ۲۳۳ گونه آرکی باعث شناسایی بیش از ۱۲ هزار ترکیب آنتی‌بیوتیکی شد، که پژوهشگران نام آنها را آرکاسین (Archaeasin) گذاشتند.
بررسی‌های شیمیایی نشان داد که آرکاسین‌ها از نظر نوع و نحوه توزیع بار الکتریکی با پپتیدهای ضدمیکروبی معمول فرق دارند. در مرحله بعد، ۹۰ نمونه از این ترکیبات روی باکتری‌های واقعی آزمایش شدند تا اثر آنها بررسی شود.
عملکرد در برابر باکتری‌های مقاوم به دارو
۸۰ نمونه آرکاسین در برابر یک باکتری بیماری‌زا و مقاوم به دارو آزمایش شدند، که ۹۳ درصد آنها فعالیت ضدمیکروبی از خود نشان دادند. در این میان، سه ترکیب برتر برای آزمایش در حیوانات انتخاب شدند.
چهار روز پس از شروع آزمایش، همه آرکاسین‌ها توانستند جلوی رشد نوعی باکتری مقاوم را بگیرند؛ باکتری که بیشتر در بیمارستان‌ها دیده می‌شود و درمان آن بسیار سخت است. جالب‌تر اینکه یکی از این سه ترکیب به‌اندازه پلی‌میکسین B مؤثر بود؛ پلی‌میکسین B یک آنتی‌بیوتیک بسیار قوی است که در آخرین مرحله درمان استفاده می‌شود.
گام‌های بعدی در کشف آنتی بیوتیک‌ها با هوش مصنوعی
پژوهشگران قصد دارند توانایی ابزار هوش مصنوعی APEX را برای پیش‌بینی آنتی‌بیوتیک‌های نوین بر اساس ساختار مولکولی بهبود دهند و اثرات بلندمدت آرکاسین‌ها را بررسی کنند تا در نهایت وارد آزمایش‌های بالینی انسانی شوند.
English SummaryResearchers at the University of Pennsylvania have discovered new antibiotics in ancient microorganisms called Archaea, which can combat drug-resistant bacteria. Using the AI tool APEX, they identified over 12,000 antibiotic compounds named Archaeasins from 233 Archaea species. These compounds showed significant antimicrobial activity, with 93% of 80 tested against a drug-resistant pathogen inhibiting its growth. Notably, one compound was as effective as the strong antibiotic polymyxin B. The team aims to enhance APEX's predictive capabilities and study the long-term effects of Archaeasins for potential human clinical trials.
