Исследователи из Медицинской школы Университета Вирджинии впервые использовали передовые компьютерные модели для борьбы с растущей угрозой устойчивости к антибиотикам. Нынешние антибиотики, хотя и спасают жизни, не обладают достаточной точностью и убивают бактерии без разбора, способствуя развитию устойчивости среди опасных патогенов. Однако новый подход может в корне изменить сложившуюся ситуацию, передает eNews.
Подход UVA, описанный в журнале PLOS Biology, призван изменить ситуацию, позволяя антибиотикам воздействовать на конкретные бактерии в определенных областях организма, что значительно снижает вероятность возникновения резистентности и способствует развитию точной медицины. Вместо антибиотиков широкого спектра действия, будущие методы лечения могут быть подобраны таким образом, чтобы атаковать только вредные бактерии, вызывающие инфекцию, щадя полезные.
Этот прорыв стал результатом обширного исследования, проведенного Джейсоном Папином, кандидатом наук, с кафедры биомедицинской инженерии UVA, и его командой, включая аспирантку Эмму Гласс и научного сотрудника Эндрю Уоррена из Института биокомплексности. Исследователи создали комплексные компьютерные модели всех бактериальных патогенов человека, для которых существуют генетические данные.
Анализируя эти модели, они обнаружили общие метаболические особенности бактерий в зависимости от их местоположения в организме. Например, оказалось, что желудочные бактерии обладают уникальными свойствами, формирующимися под воздействием окружающей среды, которые можно использовать для создания новых антибиотиков. Гласс пояснила: «Эти свойства можно использовать для разработки целевых антибиотиков, что, надеюсь, в один прекрасный день замедлит появление устойчивых инфекций».
Общие характеристики бактерий, обитающих в определенной среде, могут стать уязвимыми местами или «ахиллесовыми пятами», которыми смогут воспользоваться будущие лекарства, считают авторы. В ходе первых лабораторных испытаний команда Папина продемонстрировала способность подавлять вредные желудочные бактерии, что свидетельствует о практической применимости их подхода. Хотя для подтверждения этих результатов на других бактериях и инфекциях необходимы дополнительные испытания, исследование подчеркивает преобразующий потенциал науки о данных и вычислительного моделирования в решении биомедицинских задач.
Устойчивость к антибиотикам — это глобальный кризис здравоохранения. По данным Всемирной организации здравоохранения, инфекции, устойчивые к лекарствам, ежегодно приводят к смерти более 700 000 человек, а к 2050 году, если не будут найдены новые решения, их число возрастет до 10 миллионов. Это подчеркивает актуальность точных антибиотиков, поскольку исследование UVA может стать важным шагом в разработке методов лечения, предотвращающих резистентность и сохраняющих эффективность существующих препаратов.
Исследователи надеются, что их модели откроют двери для более эффективных методов лечения бактериальных инфекций, снижая зависимость людей и медицины от антибиотиков широкого спектра действия в долгосрочной перспективе. Такой подход согласуется с растущим вниманием медицинской науки к персонализированной и точной медицине, учитывающей потребности и микробиом каждого пациента отдельно.
