Bakterilerde antibiyotik direnci, giderek daha endişe verici bir küresel sağlık sorunu olmaya devam ediyor. Antibiyotikler belirli patojen türlerine karşı mücadelede temel teşkil etse de, aşırı/yanlış kullanımları antibiyotiğe dirençli bakteri ve patojenlerin gelişmesine yol açarak mevcut antibiyotiklerin faydasını sınırlamıştır, tabi bunun yanında hayvanlarda, özellikle kümes hayvanları, küçük ve büyük baş hayvancılıkta kullanılan antibiyotikler de sorunun büyümesine büyük katkıda bulunmuştur.
Antibiyotik direnci, özellikle kemik enfeksiyonları için zahmetli ve zordur. Nüfusumuz yaşlandıkça, ihtiyaç duyulan ortopedik prosedürlerin sayısındaki artışın yanı sıra, daha yüksek bir kemik enfeksiyonu riski vardır. Kalça veya diz replasmanı gibi rutin prosedürler sıklıkla enfeksiyonlara yol açar. Ne yazık ki, mevcut antibiyotikler bu enfeksiyonları tedavi etmede her zaman etkili değildir. Bazı lokalize tedaviler mevcut olsa da (antibiyotik yüklü dolgu maddeleri gibi), hiçbiri özellikle kemik dokusu için tasarlanmamıştır.
Brigham and Women’s Hospital’daki araştırmacılar, lokalize antibiyotik ihtiyacına ve antibiyotiğe dirençli patojenlerin artan prevalansına karşı koymak için, özellikle kemik enfeksiyonları için yeni antibiyotik adaylarına giden yolu açmaya yardımcı olmak için yapay zekaya yöneldi. Çalışmaları Nature Biomedical Engineering’de basıldı.
Araştırmacılar, FDA tarafından en üst seviye olarak kabul edilen bir tür kemik dolgusu matrisi olan polimetilmetakrilat kullanmaya başladılar. Klinik araştırma öncesi bir in-silico, yani bilgisayar modeli aracılığıyla, antibiyotik kullanımı için geliştirilebilecek bir dizi molekül belirlediler. Ayrıca her molekülü, kendisine dirençli olabilecek herhangi bir bakteri için incelediler. Ekip daha sonra ortopedik prosedürlerde yaygın bir enfeksiyon türü olan Staphylococcal patojenlerle enfekte olmuş bir tibial yaralanma modeli geliştirdiler ve yeni oluşturulmuş, antibiyotik katkılı bir kemik dolgusunu test ettiler.
Takımın çabaları, dolgunun yapısal bütünlüğünü etkilemeyen ve dirençli bakterilere karşı büyük etkinlik gösteren bir antibiyotiğin (VCD-077) keşfiyle karşılığını verdi.
