האם תרופת סוכרת המופעלת על ידי AI יכולה להתמודד עם הסופר-פשעים הקשים ביותר שלנו? החוקרים חושפים את הפעולה העוצמתית של הליצין נגד חיידקים עמידים לרב-תרופות קטלניים, למעט אויב אחד חמקמק.
מחקר: הליצין: גישה חדשה לטיפול אנטיבקטריאלי, דרך מבטיחה לעידן הפוסט-אנטיביוטי. קרדיט תמונה: קטריה קון / Shutterstock
במחקר שנערך לאחרונה בכתב העת אַנְטִיבִּיוֹטִיקָההחוקרים מדגימים כיצד גילוי תרופות בינה מלאכותית (AI) יכול לחזר מחדש על פרמצבטיקה וביומולקולות שהוחלפו כעת עם מטרות טיפוליות רלוונטיות כיום. באופן ספציפי, הם מדווחים על תוצאות בדיקת פעילות אנטיבקטריאלית בה נבדקה יעילות ההליצין החזקה AI כנגד 18 זני חיידקים עמידים לרב-תרופות (MDR).
מבחני ריכוז מעכב מינימלי (MIC) גילו כי הליצין עיכב משמעותית את צמיחתם של 17 מתוך 18 מבודדי החיידקים הקליניים שנבדקו. המחקר אישר גם את יעילותו של הליצין כנגד שני זני התייחסות סטנדרטיים, Staphylococcus aureus ATCC® 29213 ™ ו- Escherichia coli ATCC® 25922 ™. ממצאים אלה תומכים בחקירה עתידית על הפוטנציאל של הליצין כאנטיביוטיקה רחבה-ספקטרום נגד MDRs ומדגישים את הדרך המופלאה בה AI הופכת רפואה וגילוי תרופות.
רֶקַע
חיידקים עמידים לרב-תרופות (MDR) מכונים "סופרבוגס", עמידים לרבות (MDR) מהווים איום הולך וגובר על הבריאות העולמית. ביניהם, זני חיידקים של אסקייפ (Enterococcus faecium– Staphylococcus aureus– Klebsiella pneumoniae– Acinetobacter baumannii– Pseudomonas aeruginosaו Enterobacter SPP.) מוכרים בעקביות על ידי ארגון הבריאות העולמי (WHO) כאיום הגדול ביותר בגלל יכולתם יוצאת הדופן להתחמק מרוב הקורסים האנטיביוטיים המקובלים.
לרוע המזל, איומים אלה מופיעים בתקופה בה צינורות אנטיביוטיים מסורתיים מגיעים לגבולות הפוטנציאל החדשני שלהם, בעיקר בגלל האופי האינטנסיבי של תהליכי הגילוי שלהם וההתפתחות המקבילה של הגנות חיידקים. למרבה המזל, חידושים מודרניים בטכנולוגיות למידת מכונות (ML) וטכנולוגיות בינה מלאכותית (AI) מאפשרות יותר ויותר סינון והדמיה מהירה של תרכובות תרופות קיימות, ומזהות תכונות אנטיבקטריאליות נסתרות שאינן נראות לגישות גילוי תרופות מסורתיות.
הצלחה מדהימה של גישה זו היא הליצין. התרופה זוהתה במקור כמעכב קינאז קינאז (JNK) של C-JUN N-terminal (JNK) כדי למקד מסלולי סוכרת, זוהתה על ידי אלגוריתמי למידה עמוקים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) בגלל היכולת האנטיביטרית הלא שגרתית שלה לשבש את כוח החלבון האפקטיאלי, מנגנון נובעת, נובעת, אנטיביים, קונבקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, אפקטיביים, קנבטיים, חיידקים עמידים בפני תרופות (MDR). לרוע המזל, למרות שהחקירות המבטיחות ומפורטות בפעילותה כנגד מבודדי MDR קליניים נותרו מוגבלים, וריכוזים מעכבים מינימליים פוטנציאליים (MICs) כנגד פתוגנים רבים בעדיפות דורשים מחקר נוסף.
על המחקר
המחקר הנוכחי, המתואר כראשון מסוגו במרוקו, נועד לטפל בפער הידע הזה על ידי הערכת ה- MIC של הליצין על פני קשת של 18 מבודדים חיידקים MDR מאומתים קלינית. דגימות מבודדות נאספו מבתי חולים מרוקאיים, ומבחני דיפוזיה של דיסק אגר שימשו תחילה לאישור מצב ה- MDR שלהם כנגד 22 אנטיביוטיקה נפוצה. בנוסף לבידודים קליניים אלה, זני התייחסות סטנדרטיים ש. אוורוס ATCC® 29213 ™ ו- א. קולי ™ ATCC® 25922 נכללו כבקרות איכות.
מתודולוגיית המחקר דבק בהנחיות הוועדה האירופית לבדיקת רגישות אנטי -מיקרוביאלית (EUCAST) והמכון הקליני והמעבדה (CLSI). לאחר אימות בידוד, בוצעו מיקרו -דילציה של מרק ומבחני MIC של הליצין כדי לקבוע את ריכוז התרופה הנמוך ביותר (ב- מיקרוגרם/מ"ל) המונע צמיחה גלויה של כל זן מבודד.
נתוני MIC שימשו לייצור עקומות תגובה במינון, ובכך הבהירו את הדינמיקה של צמיחת החיידקים על פני ריכוזים שונים. במקביל, סריקת מיקרוסקופיית אלקטרונים (SEM) נערכה כדי לדמיין את ההשפעות הפיזיולוגיות של הטיפול בהליצין על א. קולי זן התייחסות. ההבדלים בין התפלגות MIC על פני ריכוז לתוצאות המינים הוערכו באמצעות הבדיקה הלא-פרמטרית של קרוסקאל-וואליס.
ממצאי לימוד
נצפה שהליצין מפגין פעילות אנטיבקטריאלית ראויה לשבח, ומייצר MICs של 16 מיקרוגרם/מ"ל ו 32 מיקרוגרם/מ"ל כנגד התייחסות א. קולי ATCC® 25922 ™ ו- ש. אוורוס זני ATCC® 29213 ™ בהתאמה. תוצאות תלויות במינון כנגד מבודדי החיידקים המאושרים על ידי MDR מקבוצת Eskape נעו בין 32 ל 64 מיקרוגרם/מ"ל, ואישו את הפוטנציאל הרחב של הליצין.
עם זאת, באופן מפתיע, P. aeruginosa נמצא כי הוא אטום לחלוטין בהליצין, ללא עיכוב צמיחה שנצפה ללא קשר לריכוז הטיפול. החוקרים ייחסו תצפית זו לממברנה החיצונית החזקה של החיידקים, המגבילה את חדירת הליצין, ומגבילה למעשה את יעילותה.
למרות חריג זה, היכולת של התרופה האנטי-סוכרתית עד כה להרוג כמה זנים עמידים לרב-תרופות מציגה צעד מבטיח קדימה בחיפוש העולמי אחר חומרים אנטיבקטריאליים חדשים. אופן הפעולה הייחודי שלה, שיבוש חילוף החומרים באנרגיה חיידקית במקום למקד לדפנות התא או לסינתזת חלבון, עוקף את מנגנוני ה- MDR של מרבית החיידקים המסוכנים ביותר של ימינו, ועלול להקשות על חיידקים עתידיים לפתח עמידות במהירות.
מסקנות
המחקר הנוכחי מאמת את היעילות האנטיבקטריאלית של הליצין, שריד אנטי-סוכרתית שהופסק ברובו, בעיכוב משמעותי של צמיחתם של 17 מתוך 18 (94%) מבודדים של חיידקי MDR קליניים שנבדקו. המחקר אישר גם את פעילותו של הליצין נגד זני התייחסות ש. אוורוס וכן א. קוליו הממצאים מצביעים על כך שהליצין יעיל כנגד חיידקים שכבר פיתחו עמידות לאנטיביוטיקה קונבנציונאלית רבים, ומקדמים מחקר עתידי על בטיחותו והמינון האופטימלי שלה.
מחקר זה מדגיש גם את היכולת של חידושים חדשים של AI ו- ML לעלות על מגבלות גילוי תרופות קונבנציונאליות, תוך החזרת תרכובות קיימות לשימושים טיפוליים חדשים. עבודה עתידית צריכה לבחון פרמקוקינטיקה, רעילות ויעילות in vivo, ולחקור טיפולים משולבים שעלולים להתגבר על חסמים שמציבים הגנות חיידקים מסוימות. מחברי העיתון מדגישים גם את החשיבות של הקמת תוכניות לניטור עמידות בפני חיידקים כדי לעקוב אחר יעילותו לטווח הארוך של הליצין, וציין כי למרות שעדיין לא נצפתה התנגדות בגלל השימוש המוגבל שלה, הערנות תהיה מכריעה ככל שתתרחש פיתוח.
