Исследователи из Тель-Авивского университета создали платформу искусственного интеллекта, которая может идентифицировать определенные белки, которые позволяют бактериям инфицировать кишечник, — метод, который открывает путь для создания умных лекарств, которые нейтрализуют белки и предотвращают болезни, без использования антибиотики. Участвуя в исследовании, опубликованном в престижном журнале Science, были к.т.н. студентка Наама Вагнер и профессор Таль Пупко, руководитель Школы биомедицины и исследований рака Шмуниса на факультете естественных наук и нового Центра искусственного интеллекта и науки о данных в Тель-Авивском университете. Международные партнеры в исследовании включали исследователей из Имперского колледжа (возглавляемого профессором Гэдом Франкелем) и Института исследований рака в Лондоне, а также из Технического университета и Национального центра биотехнологии в Мадриде.
Кишечные заболевания вызываются патогенными бактериями, которые прикрепляются к нашим кишечным клеткам. После прикрепления бактерии используют своего рода молекулярный шприц для введения в клетки кишечника белков, называемых «эффекторами». Эти эффекторы работают вместе, чтобы захватить здоровые клетки, подобно хакерам, которые захватывают компьютерные серверы, используя комбинацию строк кода. Однако до сих пор ученые не знали, какая именно комбинация белков разрушает защитные механизмы клетки. Теперь платформа искусственного интеллекта исследователей Тель-Авивского университетаидентифицировал новые эффекторы в бактериях, которые были экспериментально протестированы и подтверждены. Впоследствии лабораторные эксперименты, проведенные в Лондоне, успешно предсказали комбинации белков, которые приводят к проникновению патогенных бактерий в кишечник.
«В этом исследовании мы сосредоточились на бактерии, вызывающей кишечное заболевание у мышей, родственнике бактерий E. coli, вызывающих кишечные заболевания у людей, чтобы не работать напрямую с патогеном человека», — поясняет доктор философии. студентка Наама Вагнер. «Созданный нами искусственный интеллект знает, как предсказать эффекторы различных патогенных бактерий, включая бактерии, которые атакуют растения, имеющие экономическое значение. Наши расчеты стали возможными благодаря передовым инструментам машинного обучения, которые используют геномную информацию большого числа бактерий. Наши партнеры в Англии экспериментально доказали, что обучение было чрезвычайно точным и что выявленные нами эффекторы действительно являются оружием, используемым бактериями ».
«Патогенные бактерии лечат антибиотиками», — говорит профессор Таль Пупко. «Но антибиотики убивают большое количество видов бактерий в надежде, что болезнетворные бактерии также будут уничтожены. Таким образом, антибиотики — это не винтовка, а пушка. Более того, чрезмерное использование антибиотиков приводит к развитию устойчивых к антибиотикам бактерий, всемирная проблема, которая усугубляется. Понимание молекулярных основ болезни — необходимый шаг в разработке лекарств, которые более умны, чем антибиотики, и которые вообще не причинят вреда бактериальной популяции в кишечнике. На этот раз мы открыли эффекторы кишечные бактерии, нападающие на грызунов, но это только начало.
