Развитие устойчивости к антибиотикам затрудняет лечение бактериальных инфекций. Таким образом, фаготерапия – использование вирусов, известных как бактериофаги, для борьбы с бактериальными инфекциями – вновь вызывает интерес у врачей и ученых.
Исследователи из Института Пастера, Национального института здоровья и медицинских исследований (Inserm), группы университетских больниц Парижа (AP-HP) и Университета Париж-Сите разработали новый инструмент, который позволяет проводить индивидуальный подбор фагов исключительно на основе генома бактерий-мишеней. Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Nature Microbiology, открывают путь для персонализированной фаговой терапии бактериальных инфекций, устойчивых к антибиотикам.
На первом этапе исследования был собран качественный набор данных о взаимодействии 403 различных штаммов Escherichia coli и 96 фагов. Ученые изучили 350 000 взаимодействий и определили характеристики генома бактерий, которые могут влиять на эффективность фага.
Точный и всесторонний анализ механизмов взаимодействия между бактериями и фагами позволил специалистам по биоинформатике разработать оптимизированную и эффективную программу на основе искусственного интеллекта. Программа основана на анализе бактериального генома, особенно областей, участвующих в кодировании рецепторов мембраны бактериальной клетки. После более чем двухлетней работы и обучения модель искусственного интеллекта смогла правильно предсказать эффективность фагов против бактерий E. coli в 85% случаев, просто проанализировав бактериальную ДНК.
Авторы исследования протестировали модель на новом наборе штаммов E. coli, которые являются возбудителями пневмонии, и подобрали индивидуальный набор из трех фагов для каждого типа. В этом эксперименте фаги, подобранные ИИ, оказывались эффективными и уничтожали бактерии в 90% случаев.
Авторы планируют адаптировать алгоритм к работе с другими видами бактерий с целью предоставления персонализированных методов лечения фаговой терапией в будущем. В дальнейшем он может применяться в лабораториях и больницах.
Источник: 25 ноября 2024,
https://www.news-medical.net/news/20241125/New-AI-model-tailors-phage-treatment-for-resistant-bacter...
