Ученые теперь могут создавать с нуля бактериофаги – вирусы, уничтожающие бактерии, что потенциально может революционизировать борьбу с устойчивостью к антибиотикам. Исследователи из New England Biolabs (NEB) и Йельского университета подробно описали первую полностью синтетическую систему инженерии бактериофагов для Pseudomonas aeruginosa, устойчивой к антибиотикам бактерии, вызывающей глобальную обеспокоенность, в исследовании, опубликованном в PNAS.

Система использует платформу High-Complexity Golden Gate Assembly (HC-GGA) от NEB, позволяя исследователям синтетически конструировать бактериофаги, используя данные о последовательностях, а не изоляты бактериофагов. Этот новый подход обеспечивает беспрецедентную точность в нацеливании на устойчивые к антибиотикам бактерии. «Это значительный шаг вперед в нашей способности бороться с устойчивостью к антибиотикам», — сказал д-р [Вставьте имя и должность из NEB или Йельского университета, если они доступны, в противном случае используйте заполнитель, например: ведущий исследователь проекта]. «Создавая бактериофаги с нуля, мы можем разрабатывать их так, чтобы они были высокоспецифичными и эффективными против целевых бактерий».

Бактериофаги, вирусы, которые заражают и убивают бактерии, используются в качестве медицинских средств для лечения бактериальных инфекций уже более века. Интерес к фаговой терапии растет из-за растущего кризиса устойчивости к антибиотикам, когда бактерии эволюционируют и становятся невосприимчивыми к существующим лекарствам. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила устойчивость к антибиотикам одной из 10 основных глобальных угроз общественному здравоохранению, стоящих перед человечеством. Традиционные методы фаговой терапии основаны на выделении встречающихся в природе бактериофагов и их использовании для лечения инфекций. Однако этот процесс может быть трудоемким и ограничен наличием подходящих бактериофагов.

Новый метод синтетической ДНК преодолевает эти ограничения, позволяя ученым разрабатывать и создавать бактериофаги с определенными характеристиками. Это достигается с помощью передовых методов синтеза и сборки ДНК в сочетании с растущим пониманием биологии бактериофагов. Искусственный интеллект (ИИ) играет решающую роль в этом процессе. Алгоритмы ИИ могут анализировать огромные объемы геномных данных для выявления потенциальных целевых последовательностей в бактериях и разрабатывать бактериофаги, которые будут эффективно связываться с этими бактериями и убивать их. Кроме того, ИИ может предсказывать, как бактерии могут выработать устойчивость к бактериофагам, что позволяет исследователям активно разрабатывать контрмеры.

Последствия этой технологии для общества огромны. Синтетические бактериофаги могут стать мощным новым оружием против устойчивых к антибиотикам инфекций, потенциально спасая жизни и снижая затраты на здравоохранение. Однако необходимо также учитывать этические аспекты. Выпуск синтетических организмов в окружающую среду вызывает опасения по поводу непредвиденных последствий и потенциальной возможности экологических нарушений.

В настоящее время исследователи сосредоточены на оптимизации системы инженерии синтетических бактериофагов и расширении ее применения на другие устойчивые к антибиотикам бактерии. Они также изучают способы использования ИИ для дальнейшего улучшения дизайна и эффективности синтетических бактериофагов. Разработка этой технологии представляет собой значительный прогресс в борьбе с устойчивостью к антибиотикам и подчеркивает потенциал синтетической биологии и ИИ в решении глобальных проблем здравоохранения.