Lähde: Duodecim
Antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit haastavat tutkijoita. Tehoaineita etsitään tietokoneavusteisesti ja myös jäljittämällä luonnosta ikivanhoja aineita jopa arkeologiaa hyödyntäen.
Kokosimme kuusi vaihtoehtoisia lähestymistapaa uusien antibioottien kehittämiseen.
A) Seulonta. Antibiootteja voidaan yhä löytää kasvattamalla luonnosta löydettyjä bakteerikantoja laboratoriossa ja tutkimalla niiden tuottamia luonnonyhdisteitä.
B) Mallinnus. Tietokoneavusteisessa suunnittelussa kehitetään molekyylejä, jotka sitoutuvat vaikutuksen kohteena olevaan proteiiniin ja estävät sen toimintaa. Lähestymistapa nojaa vahvasti orgaaniseen kemiaan. Uusien antibioottien suunnittelussa käytetään myös paljon tekoälyä.
Lue myös: Tuula Heinonen etsii ratkaisuja antibioottikriisiin – Lupaava lääke Viri-01 pian ihmiskokeissa
C) Biosynteesireitin muokkaus. Tietokoneavusteisessa suunnittelussa kehitetään molekyylejä, jotka sitoutuvat vaikutuksen kohteena olevaan proteiiniin ja estävät sen toimintaa. Lähestymistapa nojaa vahvasti orgaaniseen kemiaan. Uusien antibioottien suunnittelussa käytetään myös paljon tekoälyä.
D) Hiljaisen geeniryppään aktivaatio. Suuri osa mikrobien genomeista löytyvistä geeniryppäistä on hiljaisia laboratorio-olosuhteissa. Luonnossa mikrobit kohtaavat muita organismeja ja kemiallisia signaaleja, joiden perusteella mikrobit päättävät, mitkä biosynteesireitit kannattaa aktivoida. Hiljaisten geeniryppäiden aktivoimiseen laboratorio-oloissa on kehitetty useita menetelmiä.
Lue myös: Veljekset tekivät keksinnön, joka voi tehostaa antibioottien voimaa – ”Tällä ei rikastu”
E) Eksoottiset ympäristöt. Harvinaisia mikrobikantoja ja uusia luonnonyhdisteitä voidaan edelleen löytää tutkimalla eksoottisia ympäristöjä, kuten suoliston mikrobiomia, merien syvänteitä tai arkeologisia näytteitä. Tekoälyn avulla on löydetty mammutusiini villamammutin DNA:sta.
F) Metagenomiikka. Valtaosaa maaperän mikrobeista ei pystytä kasvattamaan laboratoriossa. Maaperästä voidaan eristää suoraan DNA:ta ja tutkia, sisältääkö DNA uudentyyppisiä mielenkiintoisia geeniryppäitä. Synteettisen biologian avulla nämä geenit voidaan yhdistää ja ilmentää malliorganismissa luonnonyhdisteiden tuottamiseksi.
Grafiikan ja tekstin lähde: Duodecim 2023;139(1):16-24).
Lue myös: Antibioottikriisi – ”Ei kannata joutua onnettomuuteen Kreikassa ja päätyä leikkaukseen”
