Бесконтрольный доступ к антибиотикам породил глобальную проблему для человечества, которая грозит отбросить медицину в эпоху средневековья. Все дело в том, что «недолеченные» пациенты становятся идеальной базой для созревания супербактерий. Бактерий, устойчивых к последующим порциям антибиотиков и заражающих все подряд. И спасения от них нет. По крайней мере, не наблюдалось в ближайшей перспективе.
Бактерии — мастера генетических рекомбинаций. У них очень короткий цикл жизни, большое потомство, миллиарды попыток на мутации и очень короткая петля обратной связи. Одного этого достаточно, чтобы если не забрутфорсить, то найти решение проблемы алгоритмами группы Монте-Карло.
Плюс у них есть такая милая штука, как горизонтальный перенос генов. В смысле, бактерия может брать и раздавать свой код. Например, в виде плазмид — вынесенных за хромосому хранилищ ДНК. Это значит, что даже не надо проходить циклы размножения — достаточно одной приспособленной бактерии, которая встанет на раздачу. Причём раздаёт она разным видам, не только своему.
Поэтому антибиотики уже через 15 минут после появления начали резко создавать эволюционное давление.
Пенициллин вначале отбирали у плесени. Выращивали, срезали, макали в раствор, получали колбы с антибиотиками. И вот на краях этих колб почему-то уже тогда начали расти бактерии, для которых эта среда смертельна. Но тогда надо было работать работу и решили, что это какие-то неправильные бактерии, которые делают неправильный мёд. Тем более, что при повышении дозы они, вроде как, погибали.
В общем, там есть пара суперинтересных историй про то, насколько бактерии хитрые и продуманные. Пора бы в этом разобраться. Сегодня мы это делаем с экспертом — Денисом Кузьминым, к.б.н., директором физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ.
Читать полностью »
В попытках объяснить ребенку термин «молекула», можно сказать, что это гроздь винограда, а виноградинки — отдельные атомы. Утрировано, но вполне понятно. Когда же речь идет о макроциклах, то тут скорее подойдет сравнение с бусами, ибо такие молекулы состоят из больших колец атомов. Уникальность подобных структур заключается в их форме, которая определяет их свойства. Если форму можно контролированно менять, то можно менять и свойства. Ученые из Монреальского университета (Канада) разработали новую методику, позволяющую получить контроль над макроциклами посредством вполне естественного процесса под названием биокатализ. Как именно работает новая методика, какие результаты она показала во время испытаний и какое будущее ждет данное открытие? Ответы на вопросы мы будем искать в докладе ученых. Поехали.Читать полностью »
Сотрудники Массачусетского технологического института (МТИ) синтезировали новый мощный антибиотик. Для этого они использовали алгоритмы машинного обучения, говорится на сайте МТИ. Новое вещество назвали галицином (halicin) в честь бортового компьютера космического корабля из «Космической одиссеи 2001 года» HAL 9000. Читать полностью »
(c) Phage therapy
Прошел 91 год со дня открытия пенициллина — первого препарата, совершившего революцию в эффективности лечения бактериальных заболеваний.
За почти век существования антибактериальных препаратов многие болезни практически забылись. Так, с 1947 г. считается, что Yersinia pestis, чумную бактерию, виновницу смерти 150 млн человек, удалось победить. И главным средством первого этапа лечения стали антибиотики.
Однако из-за роста вероятности возвращения забытых и появления новых инфекционных заболеваний Всемирная организация здравоохранения в последнее десятилетие бьет в набат. Причинами катастрофы стали халатность, глупость и эволюция. Скоро даже обычный порез на пальце может закончиться смертью. Но на подходе новые методы борьбы.
Читать полностью »
Бактерии, а не рак, террористы и катастрофы унесли жизни огромного количества людей. Одна только Yersiniapestis (чумная палочка) привела к смерти 150 млн человек. Прием антибиотиков является основным методом борьбы с бактериальными инфекциями. Но что если лекарства перестанут действовать?
Это не риторический вопрос и не вводная для моделирования гипотезы, а реальная ситуация в обозримом будущем на фоне роста бактериальной устойчивости. У Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и национальных служб есть общий план действий, но детального алгоритма предотвращения бактериальной пандемии нет ни у одного государства.
Расскажем о причинах надвигающейся катастрофы, а также о попытках найти выход из медицинского тупика при помощи смежных дисциплин — геномики, математики и вирусологии.
Читать полностью »
Ну что, ребята, порадуемся новому достижению, которое, как поговаривают, стало светом в конце туннеля?
Источник: оригинальная статья
Исследователи IBM работают над веществами, позволяющими бороться с устойчивостью бактерий к антибиотикам. На картинке одна из таких бактерий, MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, метициллинрезистентный золотистый стафилококк). Предполагается, что синтетические лекарства могут помочь в противостоянии непрерывной эволюции бактерий.
Открытие пенициллина Александром Флемингом в 1928 важно по двум причинам: во-первых, врачи получили долгожданную возможность бороться с болезнями вроде пневмонии, гонореи и ревматической лихорадки. До этого не имелось никакого метода, кроме как ожидать, наблюдая и полагаясь на судьбу и собственную работу иммунитета; понятное дело, что зачастую для больного это заканчивалось трагически. Во-вторых, открытие навело учёных на другую идею — «а что если те вещества, которые выделяют бактерии или грибки, можно использовать в атаке и на другие инфекционные заболевания?».
Читать полностью »
Когда Александр Флеминг вернулся из отпуска летом 1928 года, и обнаружил в своей лондонской лаборатории стол, заражённый плесенью Penicillium notatum, он начал новую эру превосходства науки над природой. С тех пор антибиотики, как открытые им лично, так и множество других, открытых благодаря его работам, спасли миллионы жизней и избавили огромное количество людей от страданий. Но с самого начала этой эры учёным было известно, что ей придёт конец. Они просто не знали, когда именно.
Сопротивляемость бактерий антибиотикам естественна и неизбежна. По воле случая у нескольких бактерий окажутся гены, способные защитить их от лекарств, они передадут эти гены дальше – и не только своему потомству, но иногда и соседям. Специалисты по вычислительной эпидемиологии наконец получают нужные данные и обрабатывают их для моделирования этого явления. Но никто не пытается использовать эти инструменты, чтобы предсказать конец эры антибиотиков – он уже наступил. Они концентрируются на том, чтобы понять, как скоро стойкие бактерии окажутся в большинстве и что доктора смогут с ними сделать – если это вообще возможно.
Читать полностью »
Мы часто говорим о задачах, которые лежат на стыке той или иной классической науки и анализа данных. В сегодняшнем докладе эта идеология представлена воочию — большую часть доклада читает учёный, а о конкретных методах и инструментах рассказывает программист.
Под катом — расшифровка и основная часть слайдов.
