Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge opracowali coś, co określają mianem całkowicie nowego rodzaju szczepionki, wykorzystującej sztuczną inteligencję (AI). Kluczowy składnik szczepionki został w całości zaprojektowany przez AI i został po raz pierwszy przetestowany na ludziach.
Cel jest ambitny: pojedyncza szczepionka, która będzie działać nie tylko na wszystkie znane warianty koronawirusa u ludzi, ale także na pokrewne wirusy nietoperzy, które mogłyby przenosić się ze zwierząt na ludzi i powodować przyszłe pandemie.
Tradycyjne szczepionki uczą nasz układ odpornościowy rozpoznawania jednego konkretnego wirusa. Problem polega na tym, że wirusy mutują. Kiedy zmieniają się wystarczająco mocno, szczepionka przestaje działać, dlatego potrzebujemy nowej szczepionki przeciw grypie co roku i dlaczego szczepionki przeciwko COVID-19 były wielokrotnie aktualizowane od 2021 roku.
Sztuczna inteligencja oferuje sposób na obejście tego problemu. Analizując dane genetyczne tysięcy powiązanych wirusów, może zidentyfikować elementy, które pozostają niezmienne w różnych szczepach i które prawdopodobnie nie ulegną zmianie w czasie. Skup się na tych stabilnych cechach, a otrzymasz szczepionkę, która powinna działać przeciwko całej rodzinie, a nie tylko na szczep, od którego zacząłeś.
Właśnie to zrobił zespół z Cambridge. Wykorzystali sztuczną inteligencję do skanowania wirusów z rodziny sarbecowirusów, do której należą wirusy wywołujące SARS i COVID, a także szereg koronawirusów zwierzęcych – poszukując wspólnych cech, które ewolucja w dużej mierze pozostawiła nietknięte. Cechy te stały się podstawą szczepionki.
Szczepionki DNA
Chociaż wiele osób zna szczepionki mRNA stosowane podczas pandemii, ta nowa szczepionka wykorzystuje DNA . Szczepionki DNA są generalnie bardziej stabilne niż szczepionki mRNA, co ułatwia ich przechowywanie i transport. To znacząca zaleta w krajach o niższych dochodach, gdzie infrastruktura „łańcucha chłodniczego” jest ograniczona.
Można je również podawać bez użycia igieł. Strumień płynu pod wysokim ciśnieniem dostarcza szczepionkę przez skórę, dzięki czemu podanie jest mniej bolesne i łatwiejsze do skalowania w przypadku epidemii.
Czy może chronić przed przyszłymi pandemiami?
Te praktyczne zalety będą miały największe znaczenie, jeśli szczepionka sama w sobie będzie w stanie spełnić zadanie, którego nie potrafi żadna istniejąca szczepionka: chronić przed wirusami, z którymi jeszcze się nie spotkaliśmy.
Szczepionki o szerokim spektrum działania mogą zmienić sposób, w jaki świat reaguje na nowe choroby zakaźne. Oferując znacznie szerszą ochronę niż tradycyjne szczepionki, mogłyby zapewnić szybką odporność na nowe i pojawiające się zagrożenia wirusowe. Dałoby to służbom zdrowia publicznego narzędzia do powstrzymywania przyszłych epidemii, zanim zdążą przekształcić się w globalne pandemie.
Mogłyby również zmienić nasze podejście do bardziej znanych chorób. Grypa jest głównym celem, ponieważ występuje w wielu różnych szczepach i ewoluuje bardzo szybko. Naukowcy muszą przewidywać, które szczepy będą dominować w danym sezonie grypowym, a jeśli się pomylą, skuteczność szczepionki może spaść. Uniwersalna szczepionka przeciw grypie, która oddziałuje na cechy wspólne wielu szczepom, mogłaby ostatecznie położyć kres corocznemu wyścigowi o dotrzymanie kroku wirusowi.
Wirus Ebola pokazuje, dlaczego jest to teraz tak ważne. Niedawna epidemia w Demokratycznej Republice Konga i Ugandzie jest spowodowana szczepem Bundibugyo , który omija istniejące szczepionki. Podczas gdy naukowcy spieszą się z opracowaniem nowej szczepionki specjalnie na ten szczep , lokalne społeczności nadal są narażone na wysokie ryzyko. Szczepionka o szerokim spektrum działania, opracowana tak, aby objąć całą rodzinę wirusów, mogłaby zmienić ten obraz.
Co wykazało badanie
To pierwsze badanie kliniczne szczepionki opracowanej przez sztuczną inteligencję. Wyniki pokazały, że ta szczepionka DNA była w stanie pobudzić układ odpornościowy do produkcji przeciwciał rozpoznających różne typy sarbecowirusów. Technologia ta okazała się bezpieczna i dobrze tolerowana.
To ekscytujący postęp, ponieważ pokazuje, jak sztuczna inteligencja ma potencjał do projektowania szczepionek odpornych na warianty wirusa, chroniących przed przyszłymi pandemiami. System podawania bezigłowego mógłby również ułatwić podawanie szczepionki i jej dystrybucję na całym świecie.
Jednak wciąż pozostaje wiele do zrobienia. Chociaż wyniki tego badania są zachęcające, odpowiedź immunologiczna po szczepieniu była umiarkowana. Nie było również pewności, jak długo utrzymuje się ochrona i czy konieczne będą kolejne dawki przypominające. Konieczne są również większe badania, aby ustalić, czy szczepionka może zapobiegać lub ograniczać infekcje wirusowe w warunkach rzeczywistych.
Uniwersalna szczepionka jest jeszcze kwestią kilku lat. Każda nowa szczepionka musi przejść szersze badania, aby udowodnić swoją bezpieczeństwo, skuteczność i długotrwałą ochronę. Jednak to badanie pokazuje, że cel jest coraz bliższy – a sztuczna inteligencja może pomóc nam go szybciej osiągnąć.
.){kind=link}