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Cientistas de Espanha e Portugal acham fontes quase inesgotáveis de antibióticos na luta a infecções
Cientistas de Espanha e Portugal acham fontes quase inesgotáveis de antibióticos na luta a infecções
Sputnik Brasil
Uma equipe internacional de pesquisadores fez uma descoberta que pode ser revolucionária na luta contra as infecções de origem bacteriana, ela encontrou fontes... 15.06.2024, Sputnik Brasil
2024-06-15T10:47-0300
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O professor espanhol César de la Fuente descobriu um milhão de fontes de novas moléculas antibióticas, também em seres já extintos. Liderando uma equipe internacional de pesquisadores nos EUA, ele aplica técnicas de aprendizado automático e inteligência artificial que são operadas pelo português Luís Pedro Coelho. O objetivo é combater as bactérias ultrarresistentes. Uma equipe do Laboratório de Biologia Mecânica (robótica) Machine Biology Group da Universidade de Pensilvânia (EUA) liderada pelo microbiologista César de la Fuente e outra da Universidade Tecnológica de Queensland (Austrália) dirigida por Luís Pedro Coelho, biotecnólogo computacional, uniram forças e conseguiram realizar "a maior exploração jamais descrita de dados biológicos como fonte de antibióticos", lê-se em um comunicado do Machine Biology Group enviado à Sputnik. Através de um trabalho de exploração computacional do microbioma global, foram descobertas cerca de um milhão de novas moléculas antibióticas na matéria escura microbiana. Isto é, onde os microrganismos deixaram material genético. Com esse fim, os cientistas procuraram em toda a parte tudo o que pudesse ter um potencial antibiótico: em humanos, animais e plantas, na terra, na água e inclusive em animais extintos.Os pesquisadores sintetizaram uma centena de moléculas, que já testaram num ensaio pré-clínico. Destas moléculas, 79 revelaram-se ativas e 63 revelaram-se eficazes em testes com ratos infectados com patógenos resistentes a fármacos. Os autores do estudo publicado na revista Cell justificam a necessidade do trabalho pela "crescente dificuldade" para tratar infecções resistentes aos antibióticos com terapias convencionais. “Atualmente, estas infecções matam anualmente 1,27 milhão de pessoas. Por conseguinte, há uma necessidade urgente de métodos inovadores para a descoberta de antibióticos", acrescentam os cientistas.Ressuscitando moléculas de mamutesEntre as novas fontes de antibióticos se incluem moléculas de animais extintos. Concretamente, numerosos compostos antibióticos encontrados em criaturas do passado, como o mamute lanoso ou os alces gigantes. "Exploramos todos os organismos extintos conhecidos pela ciência. Isto inclui mais de 200 organismos, incluindo o mamute e a preguiça gigante, mas também plantas e pinguins que desapareceram ao longo da evolução", explica César de la Fuente, que destaca que tais moléculas são "muito interessantes", por não terem sofrido nenhuma evolução. E como essas moléculas antigas foram obtidas? A equipe do microbiologista espanhol criou um novo modelo de inteligência artificial, chamado APEX (o acrônimo em inglês de Desextinção de Peptídeos Antibióticos) e que se baseia em décadas de pesquisa anterior no desenvolvimento de métodos de sequenciamento de material genético antigo.Técnica inovadora e rapidíssimaO trabalho publicado na Cell identifica 863.498 peptídeos antimicrobianos (proteínas que o sistema imunológico produz naturalmente e que têm propriedades antibióticas). Estes peptídeos podem matar ou inibir o crescimento de agentes infecciosos. A abordagem aplicada à sua descoberta foi inovadora. Os cientistas usaram um ramo da inteligência artificial (IA) para extrair dados biológicos. Em particular, eles usaram o aprendizado automático (machine learning) para prever os peptídeos antimicrobianos que pode haver no microbioma mundial. Por microbioma entende-se a comunidade microbiana característica que ocupa um habitat determinado, com os seus genes e metabolitos. O aprendizado automático é um domínio da IA que se centra no desenvolvimento de algoritmos e modelos para que os sistemas informáticos aprendam e tomem decisões baseadas em dados, sem necessidade de programação para cada tarefa específica. As máquinas podem assim fazer predições ou tomar decisões baseadas nos dados novos. Neste ponto, o trabalho do professor Coelho no desenvolvimento de algoritmos que alimentam o modelo computacional é fundamental. E o resultado é um ganho de tempo incrível que de outro modo não seria possível, porque o tempo médio de desenvolvimento com métodos tradicionais para conseguir candidatos pré-clínicos pode prolongar-se até seis anos. No trabalho de desextinção molecular, o Machine Biology Group do professor De la Fuente extraiu um total de 10.311.899 peptídeos, identificando 37.176 sequências com atividade antimicrobiana de amplo espectro. Um terço (11.035) corresponde a organismos extintos. Destes 11.035, 69 peptídeos foram sintetizados e sua atividade contra patógenos bacterianos foi confirmada, pois foram eficazes em ratos com abscessos cutâneos ou infecções da coxa. "A maioria dos peptídeos matou as bactérias despolarizando sua membrana citoplasmática, contrariamente ao que ocorre com os peptídeos antimicrobianos conhecidos, que tendem a se dirigir à membrana externa", concluem os autores do trabalho.
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Cientistas de Espanha e Portugal acham fontes quase inesgotáveis de antibióticos na luta a infecções
10:47 15.06.2024 (atualizado: 18:31 15.06.2024) Uma equipe internacional de pesquisadores fez uma descoberta que pode ser revolucionária na luta contra as infecções de origem bacteriana, ela encontrou fontes quase inesgotáveis de moléculas antibióticas. Ou seja, a possibilidade de criar novos antibióticos a partir delas é mais ampla do que nunca.
O professor espanhol César de la Fuente descobriu um milhão de fontes de novas moléculas antibióticas, também em seres já extintos. Liderando uma equipe internacional de pesquisadores nos EUA, ele aplica técnicas de aprendizado automático e
inteligência artificial que são operadas pelo português Luís Pedro Coelho. O objetivo é combater as bactérias ultrarresistentes.
Uma equipe do Laboratório de Biologia Mecânica (robótica) Machine Biology Group da Universidade de Pensilvânia (EUA) liderada pelo microbiologista César de la Fuente e outra da Universidade Tecnológica de Queensland (Austrália) dirigida por Luís Pedro Coelho, biotecnólogo computacional, uniram forças e conseguiram realizar "a maior exploração jamais descrita de dados biológicos como fonte de antibióticos", lê-se em um comunicado do Machine Biology Group enviado à Sputnik.
Através de um trabalho de exploração computacional do microbioma global, foram descobertas cerca de um milhão de novas
moléculas antibióticas na matéria escura microbiana. Isto é, onde os microrganismos deixaram material genético. Com esse fim, os cientistas procuraram em toda a parte tudo o que pudesse ter um potencial antibiótico: em humanos, animais e plantas, na terra, na água e inclusive em animais extintos.
Os pesquisadores sintetizaram uma centena de moléculas, que já testaram num ensaio pré-clínico. Destas moléculas, 79 revelaram-se ativas e 63 revelaram-se eficazes em testes com ratos infectados com patógenos resistentes a fármacos.
"O que meu laboratório conseguiu foi acelerar drasticamente nossa capacidade de descobrir novos antibióticos, de anos para algumas horas. Descobrimos mais de um milhão de novas moléculas com atividade antibiótica", disse à Sputnik o professor César de la Fuente.
Os autores do estudo
publicado na revista Cell justificam a necessidade do trabalho pela "crescente dificuldade" para tratar infecções resistentes aos antibióticos com terapias convencionais. “Atualmente, estas infecções matam anualmente 1,27 milhão de pessoas. Por conseguinte, há uma necessidade urgente de métodos inovadores para a descoberta de antibióticos", acrescentam os cientistas.
Ressuscitando moléculas de mamutes
Entre as novas fontes de antibióticos se incluem moléculas de animais extintos. Concretamente, numerosos
compostos antibióticos encontrados em criaturas do passado, como o mamute lanoso ou os alces gigantes.
"Exploramos todos os organismos extintos conhecidos pela ciência. Isto inclui mais de 200 organismos, incluindo o mamute e a preguiça gigante, mas também plantas e pinguins que desapareceram ao longo da evolução", explica César de la Fuente, que destaca que tais moléculas são "muito interessantes", por não terem sofrido nenhuma evolução.
E como essas moléculas antigas foram obtidas? A equipe do microbiologista espanhol criou um novo modelo de inteligência artificial, chamado APEX (o acrônimo em inglês de Desextinção de Peptídeos Antibióticos) e que se baseia em décadas de pesquisa anterior no desenvolvimento de métodos de sequenciamento de material genético antigo.
Técnica inovadora e rapidíssima
O trabalho publicado na Cell identifica 863.498 peptídeos antimicrobianos (proteínas que o sistema imunológico produz naturalmente e que têm propriedades antibióticas). Estes peptídeos podem matar ou inibir o crescimento de agentes infecciosos.
A abordagem aplicada à sua descoberta foi inovadora. Os cientistas usaram um ramo da inteligência artificial (IA) para extrair dados biológicos. Em particular, eles usaram o aprendizado automático (machine learning) para prever os peptídeos antimicrobianos que pode haver no microbioma mundial. Por microbioma entende-se a comunidade microbiana característica que ocupa um habitat determinado, com os seus genes e metabolitos.
O aprendizado automático é um domínio da IA que se centra no desenvolvimento de algoritmos e modelos para que os
sistemas informáticos aprendam e tomem decisões baseadas em dados, sem necessidade de programação para cada tarefa específica. As máquinas podem assim fazer predições ou tomar decisões baseadas nos dados novos. Neste ponto, o trabalho do professor Coelho no desenvolvimento de algoritmos que alimentam o modelo computacional é fundamental.
E o resultado é um ganho de tempo incrível que de outro modo não seria possível, porque o tempo médio de desenvolvimento com métodos tradicionais para conseguir candidatos pré-clínicos pode prolongar-se até seis anos.
"Explorar todo o corpo humano pela primeira vez como fonte de antibióticos levou apenas uma hora", afirma o professor De la Fuente, que explica que a síntese posterior das moléculas e a validação dos resultados experimentais "ocupa semanas".
No trabalho de desextinção molecular, o Machine Biology Group do professor De la Fuente extraiu um total de 10.311.899 peptídeos, identificando 37.176 sequências com atividade antimicrobiana de amplo espectro. Um terço (11.035) corresponde a organismos extintos. Destes 11.035, 69 peptídeos foram sintetizados e sua atividade contra patógenos bacterianos foi confirmada, pois foram eficazes em ratos com abscessos cutâneos ou infecções da coxa.
"A maioria dos peptídeos matou as bactérias despolarizando sua membrana citoplasmática, contrariamente ao que ocorre com os peptídeos antimicrobianos conhecidos, que tendem a se dirigir à membrana externa", concluem os autores do trabalho.
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