Identificata la resistenza agli antibiotici batterici

I ricercatori usano la teoria dei giochi per identificare con successo la resistenza agli antibiotici batterici.

I ricercatori della Washington State University hanno sviluppato un nuovo modo per identificare i geni di resistenza agli antibiotici precedentemente non riconosciuti nei batteri.

Utilizzando l'apprendimento automatico e la teoria dei giochi, i ricercatori hanno determinare, con una precisione dal 93 al 99 percento, la presenza di geni resistenti agli antibiotici in tre diversi tipi di batteri.

I ricercatori, tra cui il dottorando Abu Sayed Chowdhury e la professoressa Shira Broschat della School of Electrical Engineering and Computer Science, e Douglas Call della Paul Allen School of Global Animal Health, riportano il loro lavoro nella rivista di alto profilo, Scientific Reports. (1)

La crescente prevalenza di batteri resistenti agli antibiotici è un problema crescente in tutto il mondo. Ogni anno, milioni di persone negli Stati Uniti sono infettate da agenti patogeni resistenti ai farmaci e migliaia di persone muoiono per polmonite o infezioni del flusso sanguigno che diventano impossibili da trattare.

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno lavorato per utilizzare il sequenziamento del genoma per identificare i geni resistenti agli antibiotici, cercando sequenze simili di geni nelle banche dati pubbliche. Questa procedura funziona per identificare noti geni resistenti agli antibiotici, ma non regge con geni nuovi o insoliti.

Nel loro lavoro, il team della Washington State University ha deciso di utilizzare la teoria dei giochi, uno strumento che viene impiegato in diversi campi, in particolare quelli economici, per modellare le interazioni strategiche tra i giocatori e per aiutare a identificare i geni resistenti agli antibiotici. Nella teoria dei giochi, i modelli determinano come il comportamento di un partecipante influenza e dipende dal comportamento degli altri giocatori.

Usando il loro algoritmo di apprendimento automatico e l'approccio della teoria dei giochi, gli scienziati hanno esaminato le interazioni di diverse caratteristiche del materiale genetico, compresa la sua struttura e le proprietà fisico-chimiche, evolutive e di composizione delle sequenze proteiche piuttosto che semplicemente la sua somiglianza.

I ricercatori sono riusciti a utilizzare l'approccio con elevata precisione per identificare i geni di resistenza antimicrobica. Essi lavoreranno successivamente per migliorare il loro modello e sviluppare una versione user-friendly e disponibile al pubblico per prevedere la resistenza antimicrobica. Il lavoro è stato in parte finanziato dalla Fondazione Carl M. Hansen.

Riferimenti:

(1) Antimicrobial Resistance Prediction for Gram-Negative Bacteria via Game Theory-Based Feature Evaluation

Descrizione foto: Abu Sayed Chowdhury, studente laureato della della Washington State University (WSU). - Credit: Washington State University (WSU).

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Researchers use game theory to successfully identify bacterial antibiotic resistance