University of Pennsylvania Perelman School of Medicine araştırmacıları, yapay zeka teknolojisini kullanarak ölümcül beyin hastalıklarıyla bilinen prion proteinlerinin içinde antibiyotik dirençli bakterilere karşı etkili olabilecek 1.179 yeni peptit adayı keşfetti. Bilim insanları, APEX 1.1 adlı derin öğrenme platformuyla yaptıkları taramalarda, bu proteinlerin yapısında gizlenmiş ve bakterileri yok etme gücüne sahip moleküler parçaları gün yüzüne çıkardı.
Yapay Zeka 19 Milyondan Fazla Parçayı Taradı
Araştırma ekibi, biyolojik verileri analiz etmek amacıyla derin öğrenme tabanlı APEX 1.1 platformundan yararlandı. Sistem aracılığıyla 2 bin 897 prion ve prion benzeri protein molekülünden elde edilen 19,3 milyon kısa peptit dizilimi titizlikle incelendi. Yapay zekanın gerçekleştirdiği bu taramalar sonucunda, mikroplara karşı koruma sağlama potansiyeli yüksek 1.179 antimikrobiyal peptit belirlendi. Bilim literatürüne kazandırılan bu yeni molekül sınıfına “prionin” adı verildi.
Laboratuvar Testlerinde Başarılı Sonuçlar Alındı
Bilgisayar ortamındaki tahminlerin ardından en güçlü performansı gösteren 75 peptit, laboratuvar ortamında canlı patojenler üzerinde denendi. İlaçlara karşı direnç geliştirmiş 11 farklı bakteriyel türün hedef alındığı testlerde, 75 adaydan 59’unun en az bir bakteriyi engellediği saptandı. Bu moleküllerden 42’sinin çok düşük yoğunluklarda bile yüksek etki göstermesi, ilaç geliştirme süreçleri açısından büyük bir avantaj olarak değerlendiriliyor.
Yapılan incelemeler, aktif prioninlerin bakterilerin koruyucu zar yapılarını fiziksel olarak bozarak onları etkisiz hale getirdiğini ortaya koydu. Ayrıca biyo-uyumluluk testlerinde, en güçlü 16 peptidin yüksek yoğunluklarda dahi insan hücrelerine veya kırmızı kan hücrelerine zarar vermediği tespit edildi.
Fare Deneylerinde Etkinlik Kanıtlandı
Laboratuvarda öne çıkan moleküllerden mantar ve yuvarlak solucan kaynaklı iki peptit, canlı organizmalar üzerinde test edilmek üzere hayvan modellerine uygulandı. Tedavisi son derece zor olan Acinetobacter baumannii bakterisinin yol açtığı deri enfeksiyonuna sahip farelerde yapılan denemeler, bu peptitlerin bakteri seviyesini ciddi oranda düşürdüğünü gösterdi. Elde edilen sonuçların, güçlü bir antibiyotik olan polymyxin B ile benzer seviyede olduğu ve deneklerde herhangi bir kilo kaybına yol açmadığı kaydedildi.
İlaç Keşfinde Yeni Bir Dönem Başlıyor
Keşfedilen bu moleküller henüz doğrudan kullanılabilecek bir ilaç niteliği taşımıyor. Araştırma, normal şartlarda prionların insan vücudunda doğal bir antibiyotik gibi çalıştığını da iddia etmiyor. Prion proteinlerinin beyinde yol açtığı ölümcül nörodejeneratif hasarlar geçerliliğini korusa da, bu çalışma tehlikeli proteinlerin yapısında saklı kalmış tedavi edici potansiyeli göstermesi açısından kritik önem taşıyor. Yapay zekanın biyolojideki bu gizli katmanları deşifre etmesi, küresel bir tehdit olan antibiyotik direncine karşı yeni nesil ilaçların geliştirilmesine öncülük edebilir.
Kaynak: Hürriyet
