Un scientifique espagnol ressuscite des molécules gigantesques pour créer des antibiotiques

Le biotechnologue espagnol César de la FuenteChef de Groupe de biologie machine de l’Université de Pennsylvanie (États-Unis), estime que la solution au problème est de redonner vie à des molécules que les micro-organismes ne savent pas gérer, celles qui appartiennent à des organismes disparus. Elle met en œuvre cette technique, appelée désextinction moléculaire, à l’aide du deep learning et a déjà produit des candidats pour des antibiotiques précliniques en « ressuscitant » des molécules des Néandertaliens (Neanderthalin-1) et des Dénisoviens, deux espèces humaines disparues il y a des dizaines de milliers de personnes. .des années. Ce mardi il présente dans le magazine « Génie biomédical naturel » de nouvelles molécules pleines d’espoir récupérées sur le mammouth et d’autres animaux du passé, tels que l’éléphant aux défenses droites, l’ancienne vache de mer, le paresseux géant et l’élan géant.

Les génomes expriment des protéines aux propriétés antimicrobiennes naturelles, produites et sélectionnées au cours de l’évolution. La désintégration moléculaire suppose que ces molécules pourraient être des candidats privilégiés pour de nouveaux médicaments sûrs. Dans le nouvel article, l’équipe utilise l’apprentissage profond pour extraire les protéomes – un groupe de protéines fabriquées par un organisme – de tous les organismes éteints disponibles pour la découverte de peptides antibiotiques.

Dix millions de peptides

Pour ce faire, les chercheurs ont développé une intelligence artificielle appelée APEX (Antibiotic Peptide Deextinction), qui utilise une architecture d’apprentissage multitâche pour prédire l’activité antimicrobienne des peptides. L’algorithme a extrait plus de dix millions de peptides et a prédit 37 176 séquences ayant une activité antimicrobienne, dont 11 035 n’ont pas été trouvées dans les organismes existants. Finalement, l’équipe a synthétisé 69 peptides et confirmé expérimentalement leur activité contre les bactéries pathogènes. La plupart des peptides tuent les bactéries en dépolarisant leur membrane cytoplasmique, contrairement aux peptides antimicrobiens connus, qui ont tendance à attaquer la membrane externe.

En particulier, les composés du plomb (dont la mammuthusine-2 du mammouth laineux, l’éléphasine-2 de l’éléphant aux défenses droites, l’hydrodamine-1 de l’ancienne vache marine, la mylodonine-2 du paresseux géant et la mégalocérine-1 du wapiti géant éteint) a montré une activité anti-infectieuse chez des souris présentant des abcès cutanés ou des infections de la cuisse.

“La résistance aux antimicrobiens est l’une des plus grandes menaces de notre époque et de nouveaux antibiotiques sont nécessaires de toute urgence”, prévient X De la Fuente, qui a publié il y a quelques jours dans la revue ‘Cell’, en collaboration avec des scientifiques de l’Université du Queensland. of Technology (Australie), recherche qui a identifié, avec l’aide de l’IA, près d’un million de sources potentielles d’antibiotiques dans la nature. Selon lui, l’extinction moléculaire aidée par l’apprentissage profond peut accélérer la découverte de molécules thérapeutiques et offrir un tout nouveau cadre pour la découverte de médicaments.