Արհեստական Բանականությունը Հայտնաբերել Է Նոր Հակաբիոտիկ

Եթե մենք ցանկանում ենք նոր հակաբիոտիկ պատրաստել, նախ պետք է հստակ որոշենք, թե բակտերիայի մեջ ինչն ենք ուզում «փչացնել»: Սա կարող է լինել, օրինակ, բջջային պատի կառուցման համար անհրաժեշտ ֆերմենտը կամ սպիտակուցների սինթեզում ներգրավված ֆերմենտը: Իմանալով թիրախային մոլեկուլի կառուցվածքը՝ մենք ստեղծում ենք հակաբիոտիկի մոլեկուլ, որը կապվելու է թիրախին և վնասելու է այն:

Միաժամանակ, մենք իհարկե հիշում ենք, որ աշխարհում կան բազմաթիվ հակաբակտերիալ նյութեր, այնպես որ կարող ենք վերցնել որևէ պատրաստի հակաբիոտիկ և կատարելագործել այն` ավելացնելով որևէ քիմիական խումբ, որը պետք է բարձրացնի դրա արդյունավետությունը: Խնդիրն այն է, թե ինչպես արդեն գոյություն ունեցող միացություններից ընտրել առավել խոստումնալիցը: Եվ ահա, այստեղ ևս հայտնվում է արհեստական բանականությունը:

x

Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի (Massachusetts Institute of Technology)  հետազոտողները ստեղծել են նյարդային ցանց-ալգորիթմ, որը սովորել է քիմիական բազմաթիվ միացություններից ընտրել այն միացությունները, որոնք լավագույնս են կանխում բակտերիաների (մանրէների) աճը: Այս նյարդային ցանցին հաջողվել է ստեղծել նոր հակաբիոտիկ:

Ծրագիրը փորձարկվել է աղիքային ցուպիկի և 2335 մոլեկուլների վրա, որոնց մեջ եղել են ինչպես  բժշկական հակաբիոտիկներ, այնպես էլ՝ կենդանական, բուսական և մանրէաբանական ծագման տարբեր նյութեր` հակաբակտերիալ ակտիվությամբ:  Բացի այդ՝ եղել են նյութեր առանց հակաբակտերիալ ակտիվության: Հետազոտողները իհարկե գիտեին ամեն ինչ այդ մոլեկուլների մասին, բայց այժմ պետք էր, որ մեքենայական ալգորիթմը կարողանար համեմատել նյութերն ու ըստ կառուցվածքի և հասկանար, թե որն է հակաբիոտիկ:

Մարդու կողմից կատարվող անալիզի ժամանակ քիմիկոսներն ու կենսաբանները միշտ մտապահում են, թե մոլեկուլը բակտերիալ բջիջում տեղի ունեցող որ գործընթացների վրա է ազում և ատոմների որ խումբն է անհրաժեշտ կցել կամ հեռացնել, որպեսզի այն գործի ավելի արդյունավետ: Այսպիսով, ալգորիթմը ծրագրավորել են այնպես, որ այն չմտածի նման կերպ:

2335 մոլեկուլի վրա փորձարկումից հետո նյարդային ցանցին տվել են մոտավորապես 6000  պոտենցիալ ունեցող դեղամիջոցային մոլեկուլ, որոնք այժմ ուսումնասիրվում են, և հայտնի չէ, թե ինչպես են ազդում բակտերիաների վրա:

Առաջադրանքը նույնն էր` գտնել նյութեր, որոնք կանխում են աղիքային ցուպիկի աճը: Այդ 6000 նյութերից նյարդային ցանցը ընտրեց մոտավորապես 100-ը, որոնց փորձարկեցին իրական բակտերիաների վրա, և պարզվեց, որ մոլեկուլներից մեկը, որը ի սկզբանե ուսումնասիրվում էր որպես շաքարախտի բուժման համար հավանական դեղամիջոց, կարող է լինել արդյունավետ հակաբիոտիկ:

Նյութն անվանվել է հալիցին (halicin)՝  ի պատիվ «2001 թվականի տիեզերական ոդիսականը» (անգլ.՝ 2001: A Space Odyssey) ֆիլմից  հայտնի HAL 9000 համակարգչի (Սթենլի Կուբրիկի գիտաֆանտաստիկ ֆիլմն է: Եթե հիշենք, թե ինչպիսի խնդիրներ է ստեղծել HAL 9000-ը ֆիլմի հերոսների համար, ապա հումորը մի քիչ տարօրինակ է: Համենայն դեպս, շնորհակալություն, որ չեն անվանել SkyNet` ի պատիվ Տերմինատորը ֆիմլաշարի հայտնի հերոսի):

Հալիցինը ազդում էր ոչ միայն աղիքային ցուպիկի վրա, այլ նաև մի շարք այլ բակտերիաների` ներառյալ շտամների, որոնք բավականին դիմացկուն են տարատեսակ հակաբիոտիկների նկատմամբ:

Հալիցինը, ի տարբերություն մյուս հակաբիոտիկների, խաթարում է պրոտոնների հոսքը բջջային մեմբրանի միջով: Կենդանիների համար այն ցածր թունավորություն ունի (ի վերջո, կենդանական բջիջները և բակտերիալ բջիջները շատ տարբեր են միմյանցից) և, ամենակարևորը, բակտերիաները չեն կարող դրա նկատմամբ կայուն դառնալ, ծայրահեղ դեպքում հալիցինի նկատմամբ կայունությունը շատ ավելի դանդաղ է ձևավորվում, քան մյուս հակաբիոտիկների նկատմամբ:

Բացի 6,000 մոլեկուլից կազմված բազայից, հետազոտողները նյարդային ցանցին տվել են ևս մեկ բազա, որում ավելի քան 107 միլիոն մոլեկուլային կառուցվածք կար: Մեքենան դրանցից ընտեց 23 պոտենցիալ հակաբիոտիկ, իսկ բակտերիաների վրա կատարված թեստերը ցույց տվեցին, որ դրանցից 8-ի մեջ իսկապես առկա է հակաբակտերիալ ակտիվություն, իսկ այդ 8-ից երկու մոլեկուլային կառուցվածքները կարող են նույնիսկ գործել դեղակայուն շտամների դեմ:

Դեղերի նկատմամբ կայուն բակտերիաների մասին շատ է խոսվում. դա իսկական խնդիր է բժշկության մեջ, և այժմ ամբողջ աշխարհում փնտրում են հակաբիոտիկներ, որոնք կարող են սպանել հենց այդպիսի կայուն բակտերիաների:

Ժամանակ առ ժամանակ հայտնվում են տեղեկատվություններ, որ հողում, բադակտուցի մեջ կամ մարդու քթում հայտնաբերել են հերթական գերհակաբիոտիկը, բայց պետք է մտածել, որ ամեն ինչ ավելի արագ կընթանա նյարդային ցանցերի միջոցով:

tectocs.com