Уникальная платформа от ИТМО быстро подберет средство против супербактерий

Ученые ИТМО создали первую в мире скрининговую платформу для предсказания эффективности комбинаций наночастиц и антибиотиков против антибиотикорезистентных бактерий. Разработка ускоряет поиск новых соединений с нескольких месяцев до пары дней, пишут «Известия».

Антибиотики теряют эффективность, а создание новых препаратов — сложно и дорого. Эксперты прогнозируют, что от инфекций, устойчивых к лекарствам, к 2050 году может умирать порядка 10 млн человек в год. Поэтому ученые ищут способы улучшить существующие средства.

Один из подходов — использование серебряных или золотых наночастиц в сочетании с антибиотиками. Наночастицы проникают в бактерии и вызывают их гибель, усиливая действие антибиотиков. Ученые из химико-биологического кластера университета ИТМО применили искусственный интеллект для поиска частиц, токсичных для патогенных бактерий, но безопасных для полезных микроорганизмов.

Для создания скрининговой платформы специалисты собрали данные из более чем 100 научных статей о действии антибиотиков и наночастиц на бактерии отдельно и в комбинации. Эти данные использовались для обучения модели машинного обучения и генетических алгоритмов, учитывающих размер, форму наночастиц, свойства антибиотика и вид бактерий. Созданная платформа предсказывает эффективные комбинации наночастиц и антибиотиков для борьбы с устойчивыми к лекарствам бактериями. С помощью ИИ эффективное сочетание веществ можно подобрать за несколько дней.

Скрининговая платформа уже выявила новые сочетания для уничтожения устойчивых к фармпрепаратам бактерий. Например, золотые наночастицы с хлорамфениколом эффективно борются с сальмонеллой энтерика, вызывающей брюшной тиф и диарею, а серебряные наночастицы с амикацином — с клебсиеллой пневмонии.

Ученые отмечают, что новая платформа позволяет использовать меньшие дозы лекарств и наночастиц. Это снижает риск побочных эффектов и препятствует устойчивости бактерий к антибиотикам. Микроорганизмам становится сложнее адаптироваться к двум различным механизмам действия одновременно.

Ученые сейчас дорабатывают платформу для компаний, синтезирующих лекарства, и расширяют ее функционал. Сейчас у них есть данные об устойчивых к антибиотикам бактериях, опасных для человека. В будущем планируется добавить данные о патогенных бактериях животных, что позволит искать новые комбинации наночастиц и антибиотиков.

В 2024 году правительство разработало план по борьбе с антибиотикорезистентностью до 2030 года.

Фото: yourapechkin © 123RF.co