Правила граматики дозволять перемогти інфекційні хвороби

Революційний інструмент лікування інфекційних захворювань, що принципово перевершує сучасний науковий рівень, розроблений в Массачусетському технологічному інституті. Високоефективні ліки з відкритих 19 років тому антибактеріальних сполук створюватимуться за допомогою описаних професором хімії Грегорі Стефанопулосом (Gregory Stephanopoulos) правил граматики.

Ще в XX столітті медицина створила ліки для боротьби практично з будь-якими бактерійними інфекціями. На жаль, бактерії все швидше пристосовуються до фармацевтичних новинок, набувають стійкості до багатьох медпрепаратів. Випуск нових антибіотиків не встигає за мінливістю бактерій, які кожні 20 хвилин дають початок новим поколінням збудників.

Як повідомляє Associated Press з посиланням на журнал Nature, в лабораторіях проводилися вишукування ліків на основі антимікробних пептидів, тобто невеликих молекул білкової природи, здатних знищувати бактерії новим способом. Тому на антимікробні пептиди

Як і будь-які білки, антимікробні пептиди – це ланцюжок збудованих в індивідуальному порядку амінокислот. Послідовність цих ланок визначає всі їх особливості.

Антимікробні пептиди вбивають не будь-які бактерії, а тільки ті, на які індивідуально "налаштовані" через свій амінокислотний пристрій.

Щоб лікувати з їх допомогою різноманітні інфекції, потрібно шукати конфігурації цих пептидів, смертоносні для відповідних бактерій. Більш того, чекаючи від бактерій вироблення стійкості, слід наперед поклопотатися про аналоги, які прийдуть на заміну застарілим засобам.

Раніше нові ефективні модифікації пептидів виявлялися копітким перебором всіх можливих комбінацій ланок-амінокислот. В результаті, навіть при скромному числі елементів, експериментальна перевірка всіх варіантів в якнайкращому випадку означала б роки одноманітної лабораторної рутини. Могутні комп'ютери дозволяли скоротити цю роботу, але методично науковий прогрес тут залишався на рівні еволюційного процесу, тому що зводився до банального хаотичного перебору.

Стефанопулосу вдалося покінчити з цим. У сполук з високою антибактеріальною активністю професор зафіксував послідовності, що підкоряються характерним принципам. В "неробочих" варіантах, навпаки, ці принципи були порушені.

Вдалося знайти, які зміни яких комбінацій позбавляють пептид ефективності, а які фрагменти можуть, навпаки, взаємозамінюватися вільніше.

Тепер, знаючи "граматику" антибактеріальних пептидів, з астрономічного числа комбінацій легко вибрати задовольняючі правилам варіанти, які напевно працюватимуть, а при необхідності міняти їх до невпізнання без втрати ефективності. Це означає, що ми відшукуємо терапевтичні скарби по точній карті, а не копаємо навмання. Медикаментозна стійкість мікроорганізмів в такому разі не страшна.

Можна сказати, що в "гонці озброєнь" з бактеріями людина тільки зараз "винайшла колесо", тобто зробила щось таке, що в принципі недоступне в природі. Мутації бактерій відбуваються за хаотичним "перебором" – адже бактерія може тільки практично вижити або загинути від ліків. Вчені ж за науковими принципами прогнозують властивості ще не створених "мутацій". Такою властивістю, природно, самі клітини, що мутують, володіти не можуть.

Якиби значним цей прорив не був в рамках однієї вузької галузі, появу в лексиконі біологів слова "граматика" не слід розглядати як прагнення до трансдисциплінарного прориву. Описаний в антимікробних пептидах код по своїй складності знаходиться на рівні найелементарніших правил. Як говорить сам Стефанопулос, для нього виявлення "граматики амінокислот" можна порівняти з тим, як дворічне немовля навчається початкам мови, слухаючи розмови дорослих.