Diagnostyka, genomika i technologieZakażenia bakteryjne

AI i nanotechnologia jako motor rozwoju terapii peptydowych przeciw oporności bakteryjnej

W obliczu narastającej na całym świecie oporności na antybiotyki naukowcy coraz częściej zwracają uwagę na peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP, antimicrobial peptides) – naturalne cząsteczki obronne – jako obiecującą alternatywę. Ich kliniczne zastosowanie było jednak dotychczas ograniczone ze względu na problemy takie jak toksyczność, niska stabilność czy nie do końca poznane mechanizmy działania.

Nowy artykuł przeglądowy opublikowany w Food & Medicine Homology podkreśla, że sztuczna inteligencja (AI), nanotechnologia oraz interdyscyplinarne badania rewolucjonizują projektowanie i praktyczne wykorzystanie AMP.

Autorzy publikacji, zatytułowanej „Harnessing Innovations in Antimicrobial Peptide Design: From AI-Driven Discovery to Precision Targeting Mechanisms”, przedstawiają przełomowe osiągnięcia zespołów badawczych z Chin – m.in. z Uniwersytetu Zhejiang, Politechniki w Dalian, Ocean University of China, Chińskiej Akademii Nauk oraz Uniwersytetu Medycznego w Guizhou. Opracowano nowe strategie projektowania, optymalizacji i dostarczania AMP o zwiększonej skuteczności i bezpieczeństwie.

„Ramy projektowania oparte na AI pozwalają dziś tworzyć bardzo skuteczne AMP w ciągu kilku dni, znacząco skracając cykl rozwoju” – wyjaśnia Jin Zhang, współautor publikacji i profesor nadzwyczajny Uniwersytetu Medycznego w Guizhou. „Zbliżamy się do momentu, w którym możliwe będzie projektowanie peptydów o ściśle określonych funkcjach – czy to do eliminacji patogenów, modulacji odporności, czy wspierania regeneracji tkanek”.

Przykładem może być badanie Uniwersytetu Zhejiang, w którym połączenie modeli językowych białek z uczeniem przez wzmocnienie umożliwiło zaprojektowanie 18 szerokospektralnych AMP w zaledwie 11 dni. Wykazywały one silną aktywność przeciwko bakteriom opornym na leki przy stężeniach w zakresie niskich μg/mL, bez istotnego rozwoju oporności w eksperymentach sekwencyjnych in vitro.

Z kolei zespół Uniwersytetu Medycznego w Guizhou opracował platformę racjonalnego projektowania peptydów przeciwgrzybiczych, łączącą uczenie maszynowe i optymalizację wielokryterialną. „Udało nam się przewidzieć i zweryfikować peptydy, które jednocześnie uszkadzają błony komórkowe grzybów i funkcje mitochondrialne” – dodaje Zhang. „Ten podwójny mechanizm znacznie ogranicza ryzyko oporności”.

Również nanotechnologia odgrywa istotną rolę w poprawie dostarczania AMP. Chińska Akademia Nauk opracowała enzymatycznie responsywny hydrożel uwalniający peptydy na żądanie w infekcjach szpiku kostnego, a Uniwersytet Fuzhou stworzył kompleksy metalopeptydowe generujące reaktywne formy tlenu, które eliminują bakterie i wspomagają gojenie ran.

Poza medycyną AMP są badane jako ekologiczne pestycydy w rolnictwie oraz naturalne konserwanty w przemyśle spożywczym. „Ich wielofunkcyjność czyni je idealnymi kandydatami do zrównoważonych rozwiązań w różnych sektorach” – podkreśla Ning-Xian Yang, pierwszy autor artykułu.

Zdaniem badaczy dalszy postęp będzie zależeć od integracji AI, multiomiki, biologii syntetycznej oraz inteligentnych materiałów. „Naszym celem jest niskokosztowa produkcja, zwiększona stabilność i długoterminowe monitorowanie oporności” – dodaje Yang. „Kluczowe będzie przełożenie tych innowacji na bezpieczne, skuteczne i łatwo dostępne terapie”.

Artykuł ukazał się 11 lipca 2025 roku w Food & Medicine Homology.

Źródło: Food & Medicine Homology, Harnessing Innovations in Antimicrobial Peptide Design: From AI-Driven Discovery to Precision Targeting Mechanisms
DOI: http://dx.doi.org/10.26599/FMH.2025.9420121

Mirosław Wójcik

Mirosław Wójcik - twórca i redaktor naczelny "Oddechu Życia" i koordynator grupy MedyczneMedia.pl, autor tekstów poświęconych eksperymentalnym terapiom, nowym lekom, tłumacz doniesień prasowych i artykułów zagranicznych. W latach 2007-2014 redaktor naczelny internetowego dziennika naukowego "BIOLOG". Członek Polskiego Towarzystwa Chorób Płuc, European Cystic Fibrosis Society, Polskiego Towarzystwa Alergologicznego (PTA). Prezes Fundacji Oddech Życia.

Powiązane artykuły

Back to top button
Secret Link