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Percée dans le développement d'antibiotiques
À l'aide d'un algorithme d'apprentissage automatique, un nouveau composé antibiotique puissant a maintenant été identifié qui tue bon nombre des bactéries pathogènes les plus problématiques au monde. Celles-ci comprenaient certaines souches résistantes à tous les antibiotiques connus.
La dernière étude du Massachusetts Institute of Technology (MIT) de renommée internationale a révélé qu'un composé antibiotique nouvellement identifié fonctionne également sur des souches qui sont normalement résistantes à tous les antibiotiques connus. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue anglophone "Cell".
Quel était le but de l'étude?
Un modèle informatique capable d'analyser plus de cent millions de composés chimiques en quelques jours devrait tenter d'identifier les antibiotiques potentiels qui tuent les bactéries avec des mécanismes autres que ceux actuellement disponibles.
Une nouvelle ère d'antibiotiques grâce à l'intelligence artificielle?
«Nous voulions développer une plate-forme qui nous permettrait d'utiliser la puissance de l'intelligence artificielle pour ouvrir une nouvelle ère dans la découverte des antibiotiques», a déclaré le professeur James Collins du MIT dans un communiqué de presse. "Notre approche a révélé cette molécule étonnante, qui est sans doute l'un des antibiotiques les plus efficaces qui aient été découverts", a ajouté l'expert.
D'autres candidats antibiotiques prometteurs ont été identifiés
Dans leur nouvelle étude, les chercheurs ont également identifié plusieurs autres candidats antibiotiques prometteurs qu'ils souhaitent tester davantage. Le groupe de recherche estime que le modèle pourrait également être utilisé pour développer de nouveaux médicaments basés sur la connaissance des structures chimiques qui permettent aux médicaments de tuer les bactéries.
Difficulté à développer des antibiotiques
Très peu de nouveaux antibiotiques ont été développés au cours des dernières décennies et la plupart de ces antibiotiques nouvellement approuvés sont des variantes légèrement différentes des médicaments existants. Les méthodes actuelles de criblage de nouveaux antibiotiques sont souvent prohibitives, nécessitent un temps considérable et sont généralement limitées à une gamme étroite de diversité chimique.
Comment le modèle a-t-il été formé?
Les chercheurs ont formé leur modèle sur environ 2500 molécules, dont environ 1700 médicaments approuvés par la FDA et une gamme de 800 produits naturels avec différentes structures et une large gamme de bioactivités.
Le modèle a choisi une molécule à forte activité antibactérienne
Une fois le modèle formé, les chercheurs l'ont testé au Drug Repurposing Hub du Broad Institute, une collection d'environ 6000 composés. Le modèle a sélectionné une molécule (halicine) qui aurait une forte activité antibactérienne et qui avait une structure chimique différente de tous les antibiotiques existants.
La molécule semble avoir une faible toxicité pour les cellules humaines
En utilisant un autre modèle d'apprentissage automatique, les chercheurs ont également montré que cette molécule aurait probablement une faible toxicité pour les cellules humaines. La molécule a déjà été étudiée comme possible médicament contre le diabète. Les chercheurs l'ont testé sur des dizaines de souches bactériennes isolées de patients et cultivées dans des plats de laboratoire.
Molecule a pu tuer de nombreuses souches résistantes
Ils ont découvert que cette molécule était capable de tuer de nombreuses souches résistantes, dont Clostridium difficile, Acinetobacter baumannii et Mycobacterium tuberculosis. Le médicament était efficace contre toutes les espèces testées, à l'exception de Pseudomonas aeruginosa, un pathogène pulmonaire difficile à traiter.
La pommade élimine l'infection dans les 24 heures
Pour tester l'efficacité de l'halicine sur des animaux vivants, les chercheurs l'ont utilisée pour traiter des souris infectées par A. baumannii, une bactérie qui avait infecté de nombreux soldats américains stationnés en Irak et en Afghanistan. La souche d'A. Baumannii qu'ils utilisent est résistante à tous les antibiotiques connus, mais en utilisant une pommade contenant de l'halicine, les infections ont été complètement éliminées en 24 heures.
E. coli n'a pas développé de résistance à l'halicine
Il a également été constaté que E. coli n'a pas développé de résistance à l'halicine pendant une période de traitement de 30 jours. En revanche, les bactéries ont commencé à développer une résistance à l'antibiotique ciprofloxacine en un à trois jours et après 30 jours, les bactéries étaient environ 200 fois plus résistantes à la ciprofloxacine qu'au début de l'expérience.
D'autres recherches sont prévues
À l'avenir, les chercheurs envisagent de poursuivre les études sur l'halicine, qu'ils souhaitent mener en collaboration avec une société pharmaceutique ou une organisation à but non lucratif, dans l'espoir de la rendre utilisable pour un usage humain.
23 candidats pour de nouveaux antibiotiques?
Après avoir identifié l'halicine, les chercheurs ont également utilisé leur modèle pour cribler plus de 100 millions de molécules sélectionnées dans la base de données ZINC15, une collection en ligne d'environ 1,5 milliard de composés chimiques. Ce dépistage n'a duré que trois jours; il a identifié 23 candidats qui différaient structurellement des antibiotiques existants et étaient prédits non toxiques pour les cellules humaines.
Huit molécules ont montré une activité antibactérienne
Lors de tests en laboratoire sur cinq types de bactéries, il a été constaté que huit des molécules présentaient une activité antibactérienne et deux étaient particulièrement fortes. Les chercheurs prévoient maintenant de continuer à tester ces molécules et de poursuivre leurs recherches dans la base de données ZINC15.
La deuxième percée en peu de temps
Récemment, des chercheurs de l'Université McMaster au Canada ont découvert un nouveau groupe d'antibiotiques capables de tuer les bactéries résistantes en utilisant un mécanisme qui n'a jamais été vu auparavant. La découverte a le potentiel de provoquer un changement dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens. Le groupe de recherche teste déjà avec succès les antibiotiques sur des souches bactériennes résistantes qui peuvent provoquer une intoxication sanguine (septicémie). Pour plus d'informations, consultez l'article: Un nouvel antibiotique agit contre les bactéries résistantes de la septicémie. (comme)
Informations sur l'auteur et la source
Ce texte correspond aux spécifications de la littérature médicale, des directives médicales et des études en cours et a été vérifié par des médecins.
Se gonfler:
- Jonathan M. Stokes, Kevin Yang, Kyle Swanson, Tommi S.Jaakkola, Regina Barzilay et al.: A Deep Learning Approach to Antibiotic Discovery, in Cell (Volume 180 publié, numéro 4, 13 février 2020), Cell
- L'intelligence artificielle produit un nouvel antibiotique, Massachusetts Institute of Technology (publié le 20 février 2020), MIT
