Az MI és fémvegyületek átírhatják az antibiotikum-fejlesztés szabályait

A gyógyszerfejlesztés új korszakát hozhatja el a robotika és a fejlett kémiai eljárások ötvözése: kutatóknak sikerült több száz fémalapú vegyületet előállítani és tesztelni mindössze egy hét alatt. A tudósok egészen pontosan 672 különböző fémvegyületet hoztak létre, amelyek közül több is ígéretes antibiotikum-jelöltnek bizonyult, különösen az irídiumot tartalmazó komplexek.

Újszerű megoldások a rezisztens kórokozók ellen

Az antibiotikum-rezisztencia napjaink egyik legsúlyosabb egészségügyi kihívása, mivel egyre több baktérium védetté válik a hagyományos gyógyszerekkel szemben. A fejlesztések eddig szinte kizárólag szerves, azaz szénalapú molekulákra összpontosítottak, a fémkomplexeket szinte teljesen mellőzték, pedig ezek egyedülálló háromdimenziós szerkezetük miatt egészen egyedi kémiai és biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Úgy tűnik, hogy ezek a tulajdonságok új lehetőségeket kínálnak a jövő antibiotikumainak fejlesztésében.

Robotizált „click” kémia: gyors, pontos és hatékony

A kutatócsoport egy új módszert alkalmazott: egy folyadékkezelő robot gyors egymás után hozott létre 192 különböző ligandumot, amelyek egyfajta kulcsként kapcsolódnak a fémionokhoz. A robot egymás után öt különböző fémet – köztük irídiumot és réniumot – kombinált minden egyes ligandummal, így született meg rekordidő alatt a hatalmas vegyülettár. A „click” kémia gyors és megbízható módszer, amelynek során az azidok és alkinek triazolgyűrűvé egyesülnek; ezek a gyűrűk pedig különösen stabilan kötődnek a fémionokhoz.

Közvetlen teszteléssel a leghatékonyabb molekulákig

A robotoknak köszönhetően a kutatók minden elkészült fémvegyületet azonnal leteszteltek baktériumok ellen, valamint megvizsgálták lehetséges toxicitásukat humán (emberi) sejteken is. Így gyorsan meghatározták, mely vegyületek a leghatékonyabbak és legbiztonságosabbak. Az eredmények szerint 59 irídium- és 61 réniumtartalmú komplex gátolta hatékonyan a Staphylococcus aureus baktérium szaporodását, ami a kórházi fertőzések gyakori kórokozója. Ezekből az eredményekből végül hat vegyületet választottak ki további, részletes vizsgálatokhoz.

Az irídiumkomplex: igazi esélyes a jövő antibiotikumának

Az eredmény mindenkit meglepett: a második körös tesztek során az egyik irídiumalapú vegyület kimagasló eredményt hozott, ugyanis mintegy 50–100-szor erősebb baktériumellenes aktivitást mutatott, mint az emberi sejtekre gyakorolt mérgező hatása. Ez a hatalmas különbség kulcsfontosságú, mivel így a vegyület egyszerre lehet hatékony a fertőzés ellen és biztonságos az emberi szervezet számára is.

Az MI segíthet a következő lépésekben

A kutatók szerint a következő feladat annak bizonyítása, hogy a legígéretesebb vegyületek stabilak, kevés mellékhatásuk van, és élő szervezetben – például egérmodellben – is működnek. A klinikai alkalmazás előtt további labor- és állatkísérletek, majd embereken végzett vizsgálatok szükségesek. Frei, a vezető kutató szerint MI segítségével még célzottabban tervezhetnek új vegyületeket, ugyanis a gépi tanulás képes lehet megjósolni, mely szerkezeti jellemzők biztosítják az optimális hatékonyságot és az alacsony toxicitást.

2025, adminboss, www.livescience.com alapján