Група дослідників з університету Осаки за допомогою технології машинного навчання з’ясувала, що бактерії, які виробили стійкість до антибіотиків, набувають нової форми.
Вчені вивчали трансформації, що вплинули на зовнішній і внутрішній устрій мікроорганізмів, щоб визначити, чи можуть ці метаморфози свідчити про лікарську стійкість. Вони зробили знімки чутливих і стійких до ліків бактерій крупним планом, використовуючи техніку, звану просвічуваною електронною мікроскопією. Потім дослідники застосували методи глибинного навчання до зображень, щоб ідентифікувати ознаки, які тісно корелюють з лікарською стійкістю.
«Ми виявили, що бактерії, стійкі до антибіотика під назвою еноксацин, демонстрували відмінності у формі клітин, структурі зовнішньої мембрани, периплазматичному просторі, змісті і розташуванні гранул в порівнянні з чутливим до ліків штамом», — пояснює автор дослідження Куніхіко Нішино.
Зміни в будові також були тісно пов’язані з мутаціями в гені lpp, який кодує основний структурний компонент зовнішньої мембрани.
“Наші результати показують, що бактерії змінюють свою будову при придбанні лікарської стійкості, і що ці зміни можуть бути виявлені з високою точністю за допомогою алгоритму машинного навчання», — говорить провідний автор проєкту Хаясі-Нішино.
Результати дослідження демонструють успіх методу дослідницької групи, який полягає у візуалізації структурних особливостей стійких до лікарських засобів бактерій. Очікується, що новий підхід використовують у розробці технології, яка зможе автоматично прогнозувати лікарську стійкість на основі змін форми бактерій без необхідності скринінгу на основі ліків.