Nowa szczepionka zaprojektowana z użyciem AI, chroniąca całe rodziny wirusów, może odmienić sposób przygotowań świata na przyszłe pandemie.
Zespół brytyjskich badaczy, kierowany przez naukowców z uniwersytetów w Cambridge i Southampton w Wielkiej Brytanii, opracował pierwszą szczepionkę w całości zaprojektowaną przez sztuczną inteligencję (AI), która ma być testowana u ludzi.
REKLAMA
REKLAMA
„Wirusy takie jak grypa, koronawirusy czy wirusy z grupy Ebola nieustannie ewoluują i gdy szczepionki trafiają do powszechnego użycia, mogą już do nich słabo pasować. Obecny „reaktywny” system szczepień z trudem za tym nadąża” – powiedział profesor Saul Faust z University of Southampton, główny badacz badania klinicznego.
W ostatnich latach doszło do wielu ognisk zakażeń wywołanych przez betakoronawirusy, z których najpoważniejsze doprowadziło do pandemii COVID-19. Utrzymująca się cyrkulacja tych wirusów sprawia, że patogeny mutują, a pojawiają się nowe warianty.
Dostrzegając potrzebę szczepionek, które zapewnią szerszą ochronę przed obecnymi i przyszłymi groźnymi mutacjami, zespół opracował nowy typ preparatu. Ma on dawać długotrwałą ochronę przed szerokim spektrum wirusów – takich jak Ebola czy koronawirusy – nawet gdy te mutują.
„Przekształciliśmy opracowywanie szczepionek z reaktywnego w odporne na przyszłe zagrożenia” – powiedział profesor Jonathan Heeney z Laboratory of Viral Zoonotics na University of Cambridge, szef zespołu naukowego prowadzącego te badania.
„Pokonaliśmy problem tradycyjnych szczepionek, które dają tylko ograniczoną ochronę. Dzięki temu możemy wyrwać się z niekończącego się cyklu pogoni za kolejnymi wariantami wirusa krążącymi wśród ludzi i ciągłego aktualizowania szczepionek, jak pies goniący własny ogon.”
Heeney dodał, że ta nowa klasa uniwersalnych szczepionek może potencjalnie chronić także przed wirusami, które jeszcze się nie pojawiły.
Jak wykorzystano AI?
Aby stworzyć tę szczepionkę, naukowcy użyli w całości zaprojektowanego przez AI aktywnego składnika, znanego jako „superantygen”.
Zamiast celować w jeden konkretny szczep, wykorzystuje on zaprojektowane komputerowo białko, które naśladuje wspólne cechy wielu koronawirusów. Może to uruchomić układ odpornościowy, by zwalczał szeroką gamę patogenów o takich podstawowych właściwościach.
Zespół wykorzystał wszystkie dostępne dane sekwencji genetycznych koronawirusów z podrodzaju Sarbeco – to odzwierzęce wirusy, które głównie krążą wśród nietoperzy i mogą przeskakiwać na ludzi lub inne ssaki – zarejestrowane w programach nadzoru na całym świecie. Następnie, z użyciem metod uczenia maszynowego, stworzył superantygen.
Bez igieł
Kolejną nowością jest to, że do podania tej szczepionki nie potrzeba igły. Podaje się ją za pomocą mikrostrumienia płynu, który z dużą prędkością wprowadza antygen bezpośrednio do skóry.
Badacze podkreślili, że taki sposób podania zwiększa możliwości stosowania szczepionki na świecie, bo zmniejsza ilość potrzebnego preparatu, eliminuje odpady z ostrych narzędzi i ułatwia szczepienia tam, gdzie podawanie z użyciem igieł stanowi barierę.
Takie szczepionki są też na ogół bardziej termostabilne niż preparaty mRNA i nie wymagają ultrazimnego łańcucha dostaw. Dzięki temu dobrze nadają się do stosowania w krajach o niskich i średnich dochodach oraz w sytuacjach wymagających szybkiej reakcji.
Co dalej?
Pierwsze badanie objęło niewielką grupę uczestników i zostało zaprojektowane tak, by ocenić bezpieczeństwo, tolerancję preparatu oraz wywoływaną odpowiedź odpornościową.
Od grudnia 2021 do września 2023 roku zaszczepiono 39 ochotników. Jak poinformowali naukowcy, szczepionka była dobrze tolerowana przy wszystkich czterech dawkach i nie odnotowano istotnych problemów z bezpieczeństwem.
„Wyjątkowy sukces badania tego zaprojektowanego przez AI „superantygenu” oznacza przełomowy krok naprzód w naszej zdolności do zapewniania szerokiej, długotrwałej ochrony przed wirusami” – powiedziała profesor Marian Knight, dyrektorka naukowa brytyjskiego Narodowego Instytutu Badań nad Zdrowiem i Opieką (NIHR).
Po tych obiecujących wynikach naukowcy rozpoczną teraz badanie kliniczne fazy 2. Ma ono ocenić zdolność szczepionki do wywoływania odpowiedzi immunologicznej w szerszej i bardziej zróżnicowanej populacji oraz potwierdzić, że generuje silną, szeroką ochronę.