Az antibiotikumoknak ellenálló fertőzések növekedésével, és a járványokat okozó vírusok folyamatos átalakulásával, teljesen érthető, hogy kutatók miért akarnak a fertőzést megszüntető nanorészecskéket tervezni. Álmaik megvalósulásához egy lépéssel közelebb visz a Michigan Egyetem új gépilátás-modellje, amely előrejelzi az ilyen nanorészecskék és a fehérjék közötti interakciókat.

A fejlesztők újragondolták a nanorészecskéket, és arra a következtetésre jutottak, hogy többnek kell lenniük egyszerű gyógyszer-kiszállító eszközöknél (amelyek például az emberi szervezetben dolgoznak). Még hasznosabbak, ha gyógyszereket tartalmaznak, vagy maguk is aktív gyógyszerek.

Gyógyszerek felfedezése lassú és kiszámíthatatlan folyamat. Sok antibiotikum pontosan ezért egy korábbi gyógyszer újabb változata. A fejlesztők baktériumokat és vírusokat az általuk választott módszerrel támadó gyógyszereket szeretnének kidolgozni. A „zár és kulcs” mechanizmusok előnyeit kihasználva – erre a módszerre alapozva –, uralnák a biológiai molekulák közötti interakciókat.

A fejlesztők viszont sokáig nagyon bizonytalanok voltak az elmélet gyakorlattá változtatásában, hogy hogyan valósítsák meg, hogyan implementálják a nanorészecskék fertőzések megállítására való felhasználásának az elméleti alapjait.

A Michigan Egyetem szakemberei, matematikai modelleket alkalmazva fehérjék közötti interakciókra finomhangolták a fehérjepár egyikét utánzó nanorészecskék fejlesztését. Ezek a részecskék azért fontosak, mert stabilabbak a biomolekuláknál, ráadásul antibakteriális és antivirális ágensek teljesen új osztályához vezethetnek.

A gépitanulás-algoritmus háromféleképpen hasonlítja össze a nanorészecskéket a fehérjékkel. Az első hagyományos kémiai leírás, a másik kettőről – együttes használatukról – viszont kiderült, hogy fontosak az előrejelzésben, mert megmondják, melyik speciális fehérjével kerülhet „zár és kulcs” kapcsolatba egy adott részecske.

Baktériumok belsejében és külső részükön is sok az erre a célra alkalmazható fehérje. Kiválasztásukhoz és az adott nanorészecskével történő párosításukhoz kell az új modell.

A kapcsolódások azonosítását részletesebb szimulációk és kísérletek követik majd.