Pencarian Antibiotik Baru dalam DNA Purba Termasuk Mammoth dan Neanderthal

De la Fuente mengandalkan kecerdasan buatan untuk membantu mengakhiri masa kering ini. Ia dan rekan-rekannya telah membangun algoritma pembelajaran mendalam untuk menyisir basis data genetik yang sangat besar guna menemukan peptida atau fragmen protein, yang memiliki sifat antibakteri. Mereka telah menggunakan metode ini untuk menganalisis racun hewan, mikrobioma manusia dan archaea, kelompok mikroorganisme yang belum dieksplorasi. Mereka juga telah menambang kode genetik dari fosil hewan dan manusia yang telah lama punah, termasuk Neanderthal dan Denisova. "Model pembelajaran mendalam ini telah membuka jendela ke masa lalu," kata de la Fuente.

Sebagian besar antibiotik yang digunakan saat ini adalah obat-obatan molekul kecil, yang sebagian besar berasal dari bakteri dan jamur. Molekul-molekul kecil biasanya dapat menembus membran sel dengan mudah dan umumnya diberikan dalam bentuk pil. Peptida, yang terdiri dari rantai pendek asam amino, lebih besar dan lebih kompleks. Peptida cenderung lebih tidak stabil dalam tubuh dan tidak dapat dengan mudah dibuat menjadi pil.

Namun, kemajuan telah dicapai dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan kemampuan obat peptida yang mencakup beberapa antibiotik IV, GLP-1 dan insulin—untuk diserap dan digunakan oleh tubuh. Peptida antibakteri juga banyak terdapat di alam, karena merupakan bagian dari sistem kekebalan pada sebagian besar organisme.

"Peptida adalah hal besar berikutnya dalam dunia kedokteran," kata de la Fuente, yang meluncurkan perusahaan rintisan pada bulan Januari untuk lebih mengeksplorasi potensi antibiotik mamuthusin dan peptida lainnya.

Ketika algoritma mengidentifikasi peptida baru dengan potensi antibiotik, de la Fuente dan timnya menggunakan robot untuk memproduksi senyawa tersebut di laboratorium mereka dan kemudian mengujinya pada tikus yang terinfeksi bakteri. Sejauh ini, beberapa ratus peptida yang dibuat di laboratorium de la Fuente telah menyembuhkan tikus yang sakit dengan aman dan efektif.

Salah satunya adalah mammuthusin, yang diidentifikasi dalam kode genetik Mammuthus primigenius, spesies mammoth yang terakhir menjelajahi Bumi sekitar 4.000 tahun yang lalu. Para peneliti menemukan peptida tersebut setelah menambang basis data Pusat Informasi Bioteknologi Nasional yang berisi data sekuensing DNA yang diperoleh dari fosil hewan yang telah punah. 

Dalam percobaan, mammuthusin sama ampuhnya dengan polimiksin B, antibiotik yang sering digunakan sebagai pilihan terakhir untuk infeksi serius, menurut sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Nature pada bulan Juni. Peptida mammoth tersebut secara efektif membasmi jenis bakteri yang oleh Organisasi Kesehatan Dunia telah ditetapkan sebagai patogen kritis karena resistensinya terhadap banyak antibiotik umum. 

Halaman Selanjutnya

Pekerjaan dengan spesies yang punah ini "memperluas ruang kimia yang dapat kita jelajahi," kata James Collins, seorang bioteknologi di Massachusetts Institute of Technology. "Ini adalah molekul yang berevolusi dalam waktu dan lingkungan yang berbeda."