抗生素耐药性是一个日益严重的问题。越来越多的细菌对药物产生免疫,使得感染越来越难以治疗。为了解决这个问题,瓦赫宁根大学与研究机构(WUR)的研究人员正与欧洲合作伙伴合作,开发一种创新解决方案:利用人工智能(AI)和生物技术开发新型抗生素。这是五个获得荷兰科学研究组织(NWO)和荷兰卫生、福利及体育部(VWS)资助的有前景的抗生素研究项目之一。
“我们的研究重点是一类特殊的天然抗生素,即所谓的非核糖体肽(NRPs),”研究负责人马尔尼克斯·梅德玛解释说。“这些物质是由微生物通过一种生物组装线生产的——你可以将其比作用乐高积木建造。”科学家们希望通过组合和调整这些积木来开发新的强力抗生素。然而,到目前为止,这一直是一个挑战,因为生产新的“乐高组合”效率低下,并且潜在药物并不总是能够很好地被人体吸收。
为了克服这些障碍,研究人员正在利用人工智能。该技术有助于预测和改进新的抗生素结构,使设计出的杀菌物质既安全又有效。通过不断重复设计、测试和优化的过程,研究团队希望开发出越来越有效的药物。
新技术加速抗生素发现
该项目的一个重大突破是一种简化抗生素积木重组的技术。这项“交换单元技术”由德国马克斯·普朗克研究所开发。“它大大增加了可能药物的多样性,”梅德玛说。“此外,我们还使用智能方法在微生物数据库和自然环境中寻找有前途的新抗生素。”
这项研究展示了人工智能和生物技术如何帮助开发新药。“通过加快过程并降低成本,我们也希望鼓励制药行业更多地投资于抗生素研究,”梅德玛补充道(WUR)。
国际合作
该项目汇集了来自各个领域的专家,包括人工智能、生物技术和药物开发。瓦赫宁根大学与研究机构与埃因霍温理工大学、莱顿大学、西班牙基金ación Medina、瑞士Myria Biosciences公司和技术公司NVIDIA等合作伙伴共同开展研究。这种合作可能会为更快、更有效和更易获得的药物铺平道路。
这五个选定的研究项目总共获得了NWO和卫生、福利及体育部超过450万欧元的资助。这笔资金将使他们能够在六年内进行新的抗菌剂研究,从而加速此类替代品的开发。在另一个由莱顿大学领导、瓦赫宁根大学与研究机构作为研究伙伴的项目中,重点是发现来自放线菌的新抗生素,并改进现有的候选药物,最终使其在全球范围内可用。
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