Naukowcy wykorzystali AI do zaprojektowania szczepionki chroniącej przed wieloma wariantami ptasiej grypy. Ich zdaniem to przełom dla bezpieczeństwa biologicznego państw i odporności systemów ochrony zdrowia.
Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge opracowali nową szczepionkę z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Jedna dawka ma chronić przed wieloma szczepami ptasiej grypy, a nie tylko jednym wariantem. Jak podkreślają badacze, preparat może zabezpieczać także przed wariantami, które jeszcze się nie pojawiły.
REKLAMA
REKLAMA
Szczepionka należy do nowej generacji preparatów przeciwko wielu szczepom tego samego wirusa. Celem jest lepsze przygotowanie na przyszłe zagrożenia zdrowotne, także te, których dziś jeszcze nie znamy.
„Zamiast zapewniać odporność na jeden wariant ptasiej grypy, nasza nowa szczepionka o szerokim spektrum działania chroni przed ogromną liczbą różnych wariantów” – powiedział Jonathan Heeney z Laboratorium Wirusowych Zoonoz Uniwersytetu w Cambridge, który kierował pracami.
„Została zaprojektowana tak, by wyprzedzać ewolucję wirusa, a nie tylko na nią reagować” – dodał.
Badanie, opublikowane w czasopiśmie Cell Reports Medicine (źródło w Angielski), wykazało, że nowa szczepionka daje szerszą ochronę i wyższe wskaźniki przeżycia niż standardowe kandydatki, które są ukierunkowane na jeden szczep i obecnie są magazynowane na wypadek pandemii.
Podobnie jak koronawirusy odpowiedzialne za COVID-19 i wiele innych nowych chorób zakaźnych, ptasia grypa jest wirusem RNA. Wirusy RNA stanowią szczególne zagrożenie dla zdrowia ludzi, bo szybko mutują, tworząc nowe szczepy. Mogą przenosić się ze zwierząt na ludzi i wymykać się naszemu układowi odpornościowemu oraz ochronie zapewnianej przez istniejące szczepionki.
Obecnie przygotowania pandemiczne polegają na gromadzeniu szczepionek przeciwko pojedynczym wariantom wirusa, które już się pojawiły. Autorzy pracy podkreślają, że szczepionki nowej generacji mogą odmienić kwestię bezpieczeństwa biologicznego państw i wzmocnić odporność systemów ochrony zdrowia.
„Możemy być gotowi, by natychmiast reagować na epidemie i pandemie wirusowe, zamiast jak dziś działać z opóźnieniem i odpowiadać szczepionką przeciwko szczepowi, który już się zmienił” – powiedział Heeney.
Szczepionki nowej generacji
Badacze zebrali dane sekwencji genetycznych wirusów ptasiej grypy z programów nadzoru prowadzonych na całym świecie. Wykorzystali próbki od dzikich zwierząt, z hodowli oraz od ludzi zakażonych ptasią grypą.
Zastosowali algorytmy obliczeniowe i ewolucyjne, aby zaprojektować pięć syntetycznych antygenów, zoptymalizowanych z użyciem sztucznej inteligencji. Mają one odzwierciedlać globalną różnorodność wirusów ptasiej grypy i utrudniać wirusowi ucieczkę przed odpowiedzią immunologiczną.
Aktywny składnik szczepionki, czyli antygen, pobudza układ odpornościowy do wytworzenia ochronnej odpowiedzi. Dzięki temu organizm uczy się zwalczać przyszłe zakażenia patogenem zawierającym ten konkretny antygen.
„Zastosowanie sztucznej inteligencji ogromnie przyspiesza projektowanie szczepionek. Potem możemy testować kandydatki w laboratorium, żeby upewnić się, że są skuteczne i bezpieczne” – wyjaśnił Heeney.
W nowym badaniu szczepionka całkowicie ochroniła myszy i fretki przed szeregiem genetycznie odmiennych wariantów wirusa wywołującego ptasią grypę. Wszystkie te warianty już powodowały zakażenia u ludzi i stanowią potencjalne zagrożenie pandemiczne. W grupie zwierząt zaszczepionych obecnie stosowaną szczepionką przeciw ptasiej grypie Światowej Organizacji Zdrowia przeżyła jedynie połowa osobników po ekspozycji na te same wirusy.
Kolejny krok to badania kliniczne nowej szczepionki przeciw ptasiej grypie z udziałem ludzi. Ma to umożliwić jej użycie w razie wybuchu ogniska choroby oraz rozszerzenie nowej koncepcji na szczepionki przeciw sezonowej grypie i inne szybko ewoluujące wirusy RNA.
Preparat opracowany przez Uniwersytet w Cambridge i firmę DIOSynVax Ltd jest najnowszym z serii nowych szczepionek, których aktywny składnik zaprojektowano tak, by w jednej dawce zapewniał długotrwałą ochronę przed tysiącami wariantów wirusów.
Na początku tego roku zespół stworzył pierwszą w pełni zaprojektowaną z użyciem sztucznej inteligencji szczepionkę, która trafiła do badań z udziałem ludzi. Ma ona zapewniać trwałą ochronę przed szerokim spektrum wirusów – takich jak Ebola czy koronawirusy – nawet gdy z czasem mutują.