En upptäckt av forskare vid Los Angeles Biomedical Research Institute (LA BioMed) har avslöjat en gemensam plan för proteiner som har antimikrobiella egenskaper. Detta fynd öppnar dörren för design och utveckling av en ny generation anti-infektionsmedel som är aktiva mot patogener som har blivit resistenta mot konventionella antibiotika.

Resultaten publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences , i en artikel med titeln "A Unifying Structural Signature of Eukaryotic α-helical Host Defense Peptides." Upptäckten gjordes av Dr Nannette Yount och Dr Michael Yeaman, som fann att vissa små proteiner, kallas peptider, har antimikrobiell aktivitet om de innehåller en specifik strukturell signatur som består av ett konserverat aminosyramönster som bildar en tredimensionell form som kallas en alfa-helix.

Yount och Yeaman upptäckte och karakteriserade alfa-kärnsignaturen, och använde den sedan för att bryta databasen med alla kända proteiner och peptider. Genom att göra så, de hittade tusentals proteiner som aldrig tidigare känts till att ha antimikrobiell aktivitet. Teamet syntetiserade sedan exempel på de nyupptäckta peptiderna som visar att de har potent antimikrobiell aktivitet mot infektiösa mikrober som motstår även de mest moderna antibiotika.

Förutom sitt arbete på LA BioMed, Yeaman är också professor i medicin vid UCLA, och chef för avdelningen för molekylär medicin vid Harbor-UCLA Medical Center. För att ytterligare bekräfta betydelsen av denna upptäckt, han och Yount arbetade med Gerard Wong och hans team från Institutionen för bioteknik, Institutionen för kemi och biokemi, och California NanoSystems Institute vid UCLA. Tillsammans, de tillämpade state-of-the-art artificiell intelligens och maskininlärningsmetoder för att verifiera hur alfa-kärnsignaturen omfattar egenskaper hos peptider som är kända för att utöva stark antimikrobiell aktivitet. Detta är ett exempel på hur medicin, bioteknik och beräkningsmodellering kan arbeta mot förbättrade hälsoresultat.

Ett betydande framsteg som LA BioMed-teamet upptäckte är att det kan användas för att konstruera fundamentalt nya typer av anti-infektionsmedel utformade för att förebygga eller behandla till och med de mest antibiotikaresistenta mikroberna - superbuggar - som vanligtvis finns på sjukhus och andra sjukvårdsinrättningar, som nu hotar den amerikanska folkhälsan.