AI Menemukan Potensi Pembunuhan Superbug dalam Protein Manusia
Science

AI Menemukan Potensi Pembunuhan Superbug dalam Protein Manusia

Algoritme mereka melahap seluruh proteom manusia dan mengeluarkan daftar awal sekitar 43.000 peptida. Torres mempersempitnya menjadi 2.603 yang berasal dari protein yang diketahui dikeluarkan dari sel. Beberapa adalah protein dan hormon kecil yang lengkap. Yang lain hanyalah fragmen, rantai terenkripsi dalam kompleks yang jauh lebih besar. Tak satu pun dari mereka yang pernah digambarkan sebagai antibiotik.

Untuk memeriksa apakah AI mereka berada di jalur yang benar, Torres mensintesis 55 kandidat yang paling menjanjikan. Dia menguji masing-masing dalam sampel cair terhadap “siapa siapa” mikroba yang resistan terhadap obat: Pseudomonas aeruginosa, seorang infektor paru-paru yang terkenal kasar; Acinetobacter baumanii, diketahui menyebar secara merajalela di rumah sakit; Stafilokokus aureus, kuman di balik infeksi staph yang berbahaya—ditambah lainnya, totalnya delapan. Dari 55, mayoritas mampu mencegah bakteri bereplikasi.

Beberapa peptida menonjol, termasuk SCUB1-SKE25 dan SCUB3-MLP22. Peptida ini hidup di sepanjang daerah yang disebut “domain CUB” yang ada dalam protein yang terlibat dalam daftar panjang fungsi seperti pembuahan, membuat pembuluh darah baru, dan menekan tumor. SCUB hanyalah bagian dari keseluruhan. Tetapi dengan sendirinya, mereka tampak sangat mahir membunuh kuman. Jadi Torres mempromosikan kedua SCUB ini ke percobaan pada tikus.

Torres menguji apakah SCUB, atau kombinasi keduanya, dapat menghilangkan infeksi pada tikus dengan infeksi di bawah kulitnya, atau pada otot pahanya (model untuk penyakit yang lebih sistemik). Dalam semua kasus, populasi bakteri yang diambil sampel dari jaringan ini berhenti tumbuh. Dan dalam beberapa kasus, seperti yang dilihat Torres pada agar-agarnya yang hangat, jumlah bakteri anjlok.

Torres juga menguji seberapa mudah bakteri dapat mengembangkan resistensi terhadap peptida, dibandingkan dengan antibiotik yang ada yang disebut polimiksin B. Setelah 30 hari paparan, bakteri dapat mentolerir dosis polimiksin B yang 256 kali lebih tinggi dari jumlah aslinya, tetapi SCUB tetap efektif pada dosis yang sama. (Dibutuhkan banyak perubahan genetik bagi bakteri untuk beradaptasi dengan kerusakan membran.) Tentu saja, itu tidak berarti mereka tidak akan pernah beradaptasi, terutama dalam interval yang lebih lama. “Tidak ada yang akan menjadi tahan-tahan,” kata de la Fuente. “Karena bakteri adalah pengembang terbesar yang kita tahu.”

Sesistematis rencana tim, Torres masih sedikit tercengang. “Kami pikir kami akan mendapatkan banyak hit,” katanya tentang peptida yang diungkapkan oleh AI. Namun yang mengejutkan, peptida itu berasal dari seluruh tubuh. Mereka berasal dari protein di mata, sistem saraf, dan sistem kardiovaskular, bukan hanya sistem kekebalan. “Mereka benar-benar ada di mana-mana,” kata Torres.

Tim berpikir kehidupan berevolusi dengan cara ini untuk mengemas sebanyak mungkin pukulan ke dalam genom. “Satu gen mengkode satu protein, tetapi protein itu memiliki banyak fungsi,” kata de la Fuente. “Menurut saya, ini adalah cara yang sangat cerdas bagi evolusi untuk menjaga agar informasi genom tetap minimum.”

Ini adalah pertama kalinya para ilmuwan menemukan peptida antibiotik dalam protein yang tidak terkait dengan respons imun. Idenya “sangat kreatif,” kata Jon Stokes, ahli biokimia di McMaster University, Kanada, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, tetapi telah mempersiapkan labnya untuk memasukkan AI dalam pencarian antibiotik molekul kecil. “Pulang bagi saya adalah: Mulailah mencari di tempat-tempat yang tidak jelas untuk antibiotik.”

Posted By : totobet