Ученые, возможно, совершили гигантский скачок в борьбе с самой большой угрозой для здоровья человека, применив суперкомпьютеры, чтобы не отставать от впечатляющей способности болезней развиваться.
Новое исследование международной группы под руководством доктора. Герхард Кениг из Портсмутского университета занялся проблемой устойчивости к антибиотикам, переработав существующие антибиотики для преодоления механизмов устойчивости к бактериям.
По оценкам, около 700000 человек ежегодно умирают из-за устойчивых к антибиотикам бактерий, и ожидается, что это число вырастет до миллионов.
Без эффективных антибиотиков ожидаемая продолжительность жизни сократится на 20 лет.
Уже много лет идет гонка за разработку новых антибиотиков для борьбы с болезнью быстрее, чем болезнь может развиться.
Компьютеры использовались в разработке лекарств на протяжении десятилетий, но это первое исследование, в котором используется многосторонняя компьютерная стратегия для создания нового антибиотика из существующего, который бактерии перехитрили.
Исследование опубликовано в PNAS.
Доктор. Кениг, вычислительный химик в Школе биологических наук университета и первый автор статьи, сказал: "Антибиотики – одна из основ современной медицины, а устойчивость к антибиотикам – одна из самых больших угроз для здоровья человека. Настоятельно необходимо разработать новые способы борьбы с постоянно развивающимися бактериями.
"Это только вопрос времени, когда бактерии разработают контрстратегии против наших контрстратегий и станут устойчивыми к новому антибиотику, поэтому нам придется продолжать изучать механизмы устойчивости бактерий и соответственно разрабатывать новые производные."
Надежда на эту новую работу заключается в том, чтобы показать, что механизмы устойчивости бактерий можно рассматривать систематическим образом, что позволяет науке постоянно сопротивляться вычислительной эволюции новых антибиотиков.
Доктор. Кениг сказал: "Наши компьютеры с каждым годом становятся все быстрее. Итак, есть надежда, что мы сможем переломить ситуацию.
"Если компьютеры могут победить чемпиона мира по шахматам, я не понимаю, почему они не могут победить и бактерии."
Международная команда, в том числе лауреат Нобелевской премии Ада Йонат, провела исследование в Институте Макса Планка, Институте Вейцмана и университетах Дуйсбурга-Эссена, Бохума и Квинсленда.
Они разработали стратегию одновременного моделирования многих аспектов переработанного антибиотика, включая его растворимость, эффективность в проникновении в бактерии и эффективность в блокировании выработки у них белка.
Вычислительная работа, описанная в исследовании, была выполнена за считанные недели на одном из лучших суперкомпьютеров в Европе, но международной команде потребовалось несколько лет, чтобы экспериментально проверить правильность своего подхода.
Доктор. Кениг сказал: "Использование вычислительного подхода ускоряет и удешевляет разработку новых производных антибиотиков, а прогнозирование активности химического соединения до его синтеза также позволяет избежать химических отходов.
"Это невероятно вдохновляющая технология."