Viața creată în laborator a făcut un salt important
Viața creată în laborator a făcut un salt important, deoarece oamenii de știință folosesc inteligența artificială pentru a crea un virus nou, nemaiîntâlnit până acum, anunță Daily Mail. Virusul, numit Evo–Φ2147, a fost creat de la zero folosind noi tehnologii care ar putea revoluționa cursul evoluției. Cu doar 11 gene, față de cele 200.000 din genomul uman, virusul se numără printre cele mai simple forme de viață. Cu toate acestea, oamenii de știință cred că aceleași instrumente ar putea crea într-o zi organisme vii întregi. Sau, ar putea readuce la viață specii dispărute de mult timp. Creat pentru a ucide E. Coli Virusul artificial a fost creat special pentru a ucide bacteria potențial mortală E. Coli. Pe baza unui virus sălbatic cunoscut pentru infectarea bacteriilor, oamenii de știință au folosit un instrument AI numit Evo2 pentru a crea 285 de viruși de la zero. Deși doar 16 au putut ataca E. Coli, cei mai de succes au fost cu 25% mai rapizi în uciderea bacteriilor decât variantele sălbatice. „Evoluția naturală are un coautor” Descoperirea provine din munca oamenilor de știință de la un start-up condus de omul de știință britanic și antreprenorul Dr. Adrian Woolfson. „În ultimii 4 miliarde de ani, toată viața de pe Pământ a evoluat prin procesul de încercare și eroare al evoluției darwiniene prin selecție naturală, care nu are niciun fel de previziune sau intenție”, a declarat Dr. Woolfson. „Evoluția naturală are acum un coautor. Acest coautor, capacitatea emergentă a tehnologiilor de proiectare și construcție a genomului bazate pe IA, are potențialul de a coexista cu evoluția naturală”, a adăugat el. Cum funcționează tehnologia Acest lucru a fost posibil datorită dezvoltării simultane a două tehnologii: IA care poate scrie cod genetic și noi instrumente pentru asamblarea genelor în laborator. Instrumentul IA Evo2 este foarte asemănător cu chatbot-urile ChatGPT și Grok. Evo2 a fost antrenat pe nouă trilioane de „perechi de baze” – literele A, C, T și G individuale care constituie materialul de bază al ADN-ului – pentru a învăța cum sunt asamblate genele. Asta permite Evo2 să creeze coduri complet noi pentru organisme care nu au existat niciodată, special concepute pentru a se potrivi cerințelor „designerului lor”. Tehnologia Sidewinder În același timp, oamenii de știință au creat și o nouă metodă de „asamblare” a genomurilor artificiale, cunoscută sub numele de Sidewinder. Dr. Kaihang Wang, inventatorul tehnologiei, compară Sidewinder cu adăugarea de numere de pagină la fragmentele rupte ale unei cărți. Datorită acestei noi tehnologii, oamenii de știință pot crea secvențe lungi de ADN în laborator cu o precizie de 100.000 de ori mai mare. Acest lucru ar putea face construirea genomurilor artificiale de 1.000 de ori mai ieftină și de 1.000 de ori mai rapidă. Lupta împotriva rezistenței la antibiotice Dr. Samuel King și Dr. Brian Hie, co-creatorii noului virus, au scris: „Rezistența bacteriană la antibiotice reprezintă una dintre cele mai presante provocări ale medicinei moderne, infecțiile rezistente ucigând anual sute de mii de oameni sau chiar mai mulți”. „Am vrut să vedem dacă într-o zi vom putea proiecta terapii cu fagi care să fie rezistente la evoluția bacteriană”, au adăugat ei. Aplicații viitoare În viitor, cercetătorii speră că aceste tehnologii vor putea fi utilizate pentru a crea tratamente antibacteriene sau pentru a accelera proiectarea și producția de vaccinuri. Cu toate acestea, experții au sugerat anterior că utilizarea IA are potențialul de a accelera producția de arme biologice, precum și de medicamente. Observatorul Riscurilor Existențiale consideră că o epidemie proiectată de IA este unul dintre cele mai mari cinci riscuri cu care se confruntă lumea. Pentru a evita utilizarea acestor noi instrumente în scopuri periculoase, cercetătorii au eliminat în mod specific din datele de antrenare exemple care ar putea învăța IA cum să creeze agenți patogeni umani.
Una din șase infecții bacteriene este acum rezistentă la antibiotice
Cercetătorii au analizat 23 de milioane de probe de infecții bacteriene confirmate în laborator, colectate din 104 țări în 2023. Studiul a descoperit că antibioticele obișnuite, precum penicilina orală și ciprofloxacina, au devenit cu aproximativ 40% mai puțin eficiente între 2018 și 2023. Acest lucru înseamnă că sunt din ce în ce mai incapabile să omoare bacteriile dăunătoare, permițând unui număr tot mai mare de infecții să supraviețuiască tratamentului, conform The Telegraph. Ca urmare, decesele cauzate de rezistența la antimicrobiene sunt în creștere, în special în țările cu venituri mici și medii, unde utilizarea excesivă și abuzivă a antibioticelor este mai frecventă din cauza reglementărilor mai laxe, iar accesul la tratamente mai noi și mai eficiente este limitat. În 2021, 7,7 milioane de persoane au murit la nivel global din cauza infecțiilor bacteriene, rezistența la medicamente fiind direct responsabilă pentru 1,14 milioane dintre aceste decese și contribuind la alte 4,71 milioane. Până în 2050, se estimează că 10 milioane de persoane ar putea muri în fiecare an din cauza infecțiilor rezistente la medicamente, deoarece noile antibiotice nu sunt dezvoltate suficient de repede pentru a ține pasul cu rezistența crescândă. Tratamentele inovatoare, mai puțin accesibile pentru țările sărace Deși tratamentele „de ultimă generație” – antibiotice puternice administrate adesea intravenos în spitale – sunt încă eficiente în cazurile cele mai grave, acestea sunt costisitoare și mai greu accesibile în țările mai sărace și pot provoca efecte secundare grave. Raportul a ridicat, de asemenea, îngrijorări serioase cu privire la rezistența rapidă a bacteriilor gram-negative, precum E. coli și Klebsiella pneumoniae. Aceste bacterii provoacă unele dintre cele mai grave infecții, ducând adesea la septicemie, insuficiență organică și deces. Probele au arătat că cel puțin 40% din E. coli și 55% din Klebsiella pneumoniae sunt acum rezistente la cefalosporinele de generația a treia, o clasă de antibiotice puternice utilizate pentru tratarea acestor infecții. În Africa, unde tratamentele mai puternice sunt adesea indisponibile, ratele de rezistență la aceste infecții au depășit 70%. Unele antibiotice își pierd eficacitatea pentru tratarea nosocomialelor Alte antibiotice esențiale pentru salvarea vieții, inclusiv carbapenemele și fluorochinolonele, își pierd eficacitatea împotriva E. coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella și Acinetobacter. Aceste bacterii se răspândesc adesea în mediul spitalicesc și reprezintă o amenințare deosebită pentru pacienții fragili sau postoperatorii. „Aceste antibiotice sunt esențiale pentru tratarea infecțiilor severe, iar ineficiența lor crescândă reduce opțiunile de tratament”, a declarat dr. Yvan J.-F. Hutin, directorul Departamentului de Rezistență la Antimicrobiene al OMS. „Rezistența la antimicrobiene depășește progresele medicinei moderne, amenințând sănătatea familiilor din întreaga lume”, a adăugat dr. Tedros Adhanom Ghebreyesus, directorul general al OMS. „Pe măsură ce țările își consolidează sistemele de supraveghere a AMR, trebuie să utilizăm antibioticele în mod responsabil și să ne asigurăm că toată lumea are acces la medicamentele potrivite, la diagnostice de calitate garantată și la vaccinuri”, a spus acesta. Inteligența artificială, o soluție cu potențial Experții spun că inteligența artificială are potențialul de a revoluționa dezvoltarea de noi clase de antibiotice și ar putea juca un rol esențial în combaterea rezistenței la antimicrobiene. În august, o echipă de oameni de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts a utilizat inteligența artificială generativă pentru a ajuta la proiectarea a două noi antibiotice care vizează gonoreea și Staphylococcus aureus rezistent la meticilină, o superbacterie letală care a cauzat 130.000 de decese în Marea Britanie în 2021. Cu toate acestea, avansarea acestor medicamente în studiile clinice rămâne o provocare majoră, în mare parte din cauza lipsei de sprijin financiar pentru a le duce mai departe în procesul de dezvoltare.
Cofeina ar putea ajuta bacteria E. coli să reziste la antibiotice
Cofeina poate ajuta unele bacterii să împiedice pătrunderea antibioticelor în celulele lor, reducând potențial efectele terapeutice ale medicamentelor, sugerează un nou studiu de laborator. Cu toate acestea, experții avertizează că nu este încă destul de clar cum s-ar putea manifesta acest efect la oameni, așa că consumatorii de cofeină nu trebuie să intre încă în panică. Oamenii de știință știu de zeci de ani că bacteriile se pot proteja prin eliminarea substanțelor nocive prin intermediul unor proteine speciale de transport din straturile lor exterioare, iar această capacitate ajută bacteriile să reziste la efectele medicamentelor care altfel le-ar ucide. Cu toate acestea, nu era clar cum bacteriile modifică activitatea genelor din spatele acestor proteine de transport ca răspuns la moleculele pe care le întâlnesc, potrivit LiveScience. Pentru a afla mai multe, cercetătorii au testat modul în care bacteria intestinală comună Escherichia coli — mai cunoscută sub numele de E. coli — a răspuns la 94 de compuși chimici diferiți, inclusiv antibiotice și aspirină, precum și la produse fabricate în intestin, cum ar fi acizii biliari secundari. De asemenea, au analizat molecule mici găsite în alimentele obișnuite, cum ar fi vanilina, compusul care conferă vaniliei aroma sa, și cafeina. Rezultatele experimentului Studiul lor, publicat pe 22 iulie în revista PLOS Biology, a arătat că multe substanțe chimice diferite pot declanșa modificări în genele legate de transportul bacterian și, astfel, pot afecta potențial răspunsul acestora la antibiotice. De exemplu, cofeina reduce producția unei proteine de transport numită OmpF, care ajută la transportul antibioticelor obișnuite, precum ciprofloxacina și amoxicilina, în membranele sau interiorul celulelor bacteriene. În teorie, cu mai puține proteine OmpF disponibile, antibioticele nu pot accesa la fel de ușor țintele lor din interiorul celulelor, ceea ce le face mai puțin eficiente. Dar această descoperire nu ar trebui să îngrijoreze încă consumatorii de cafea, întrucât există multe variabile potențiale care nu au fost încă studiate, a spus April Hayes, cercetător postdoctoral la Universitatea din Exeter, care nu a participat la studiu. „Aceasta ar include dacă efectul cofeinei ar reduce capacitatea organismului de a elimina infecțiile”, a declarat Hayes pentru Live Science. Andrew Edwards, profesor de microbiologie moleculară la Imperial College London, a fost de acord că „nu există dovezi din acest studiu că consumul de cafea va afecta răspunsul unei persoane la antibiotice și nimeni nu ar trebui să-și schimbe rutina”. Edwards, care nu a fost implicat în studiu, a spus că recomandă persoanelor cărora li s-au prescris antibiotice să urmeze îndrumările medicului și instrucțiunile care însoțesc medicamentul. Microbi adaptabili În cadrul studiului, cercetătorii de la Universitatea din Tübingen, Germania, au analizat modul în care șapte gene implicate în transportul în interiorul E. coli au răspuns la diferite substanțe chimice. Din cele 94 de substanțe testate, 28 au modificat activitatea acestor gene. Substanțele chimice care au avut un efect includ cafeina, erbicidul paraquat și anumite clase de antibiotice, precum tetraciclinele și macrolidele. Medicamentele care blochează acidul folic, utilizate pentru tratarea unor tipuri de cancer și boli inflamatorii, precum și salicilații, o clasă largă de medicamente care include aspirina, au avut, de asemenea, un efect. „Acest studiu se adaugă la aprecierea crescândă a faptului că bacteriile pot simți și răspunde la numeroși stimuli diferiți… care pot afecta susceptibilitatea microbului la antibiotice”, a spus Edwards. O treime din modificările genetice induse chimic au implicat proteina de legare de origine dreaptă (pe scurt „Rob”), care activează sau dezactivează genele prin legarea la secvențe specifice de ADN. Descoperirile sugerează că Rob joacă un rol mai important în adaptarea E. coli la mediul său decât se credea anterior. Deocamdată, însă, nu este încă clar cum anume cafeina modifică activitatea genelor în E. coli sau interacționează cu Rob la nivel molecular. În plus, cercetătorii nu știu încă dacă efectele observate în experimentele de laborator se manifestă în același mod în timpul infecțiilor reale la oameni. Nu este un motiv de îngrijorare, momentan În cadrul studiului, cercetătorii au descoperit că capacitatea cofeinei de a interfera cu modul de acțiune al antibioticelor se aplică și unei tulpini de E. coli prelevate de la un pacient real cu infecție a tractului urinar. Acest experiment de laborator sugerează că efectul cofeinei asupra bacteriilor ar putea avea implicații importante pentru sănătatea umană, dar, din nou, acest lucru va trebui confirmat în cercetări viitoare. Cercetările viitoare ar putea analiza și microbii dincolo de E. coli. Cercetătorii bănuiesc că descoperirile lor ar putea avea implicații și asupra modului în care alte bacterii își modifică transportorii în timp. Dar, ceea ce este important, „în acest moment, pare încă foarte puțin probabil ca consumul de cofeină să ducă la o infecție dificil de tratat”, a spus Hayes. „În ansamblu, acest studiu este interesant, dar nu reprezintă un motiv de îngrijorare pentru consumatorii de cofeină”.