Vaccin dezvoltat cu ajutorul AI oferă protecție completă împotriva variantelor de gripă aviară
O echipă de la Universitatea din Cambridge a realizat o nouă reușită în utilizarea tehnicii ghidate de AI pentru proiectarea vaccinurilor împotriva virusurilor extrem de contagioase, care amenință sănătatea animalelor și a oamenilor.
Noul vaccin cu spectru larg împotriva gripei aviare a oferit protecție completă în cadrul unor teste pe animale, împotriva variantelor diverse și global circulante ale bolii.
Studiul a arătat că vaccinul este mult superior vaccinurilor împotriva gripei aviare stocate de multe guverne pentru a fi utilizate în caz de izbucnire umană. Aceste vaccinuri protejau doar aproximativ 50% din animalele expuse la multiple variante ale virusului gripal aviar, comparativ cu protecția completă realizată de noul vaccin dezvoltat de echipă.
Creat de Universitatea din Cambridge și DIOSynVax Ltd, acest vaccin este cea mai recentă dintr-o serie de vaccinuri realizate într-un mod complet nou. Ingredientul său activ este conceput pentru a oferi protecție durabilă împotriva a mii de variante de virus, într-un singur vaccin.
Studiul demonstrează că abordarea „plug and play” a echipei poate fi utilizată pentru a crea vaccinuri sigure și extrem de eficiente pentru o gamă largă de boli infecțioase care amenință sănătatea animalelor și a oamenilor la nivel global.
„Mai degrabă decât să ofere imunitate împotriva unei singure variante de gripă aviară, vaccinul nostru cu spectru larg protejează împotriva unei game largi de variante. Este conceput pentru a anticipa evoluția virală, mai degrabă decât a reacționa la aceasta”, a declarat Jonathan Heeney.
Gripa aviară se răspândește în rândul animalelor din întreaga lume și este considerată actualmente o amenințare semnificativă pentru sănătatea publică globală. Deși unele infecții umane cu variantele nord-americane au fost ușoare, alte variante din sud-estul Asiei au provocat boli severe și o mortalitate ridicată în rândul oamenilor.
La fel ca și coronavirusurile care au provocat COVID-19, gripa aviară este un virus ARN. Aceste virusuri ARN reprezintă o amenințare particulară pentru sănătatea umană, deoarece se pot muta rapid în noi tulpini care pot să treacă de la animale la oameni și să evite sistemele noastre imunitare – și vaccinurile existente.
În urmă cu câteva luni, echipa a anunțat că vaccinul său cu spectru larg împotriva coronavirusului s-a dovedit a fi sigur în cadrul unor teste clinice pe oameni și a publicat rezultate care arată că vaccinul său cu spectru larg împotriva gripei protejează atât împotriva virusurilor gripale umane, cât și împotriva celor porcine.
Pregătirea actuală pentru pandemii depinde de stocarea vaccinurilor împotriva variantelor individuale de virus care au apărut deja. Abordarea echipei din Cambridge utilizează ingineria ghidată de AI pentru a crea vaccinuri cu protecție largă, menite să rămână eficiente pe o gamă largă de variante existente și viitoare.
Această nouă generație de vaccinuri reprezintă o schimbare semnificativă pentru biosecuritatea națională și pentru sănătatea publică mai rezistentă. Ele ne permit să fim pregătiți să răspundem imediat la epidemii și pandemii virale, spre deosebire de scenariul actual, în care suntem mereu pe picior de război și reacționăm cu o tulpină care s-a schimbat.
Rezultatele demonstrează potențialul designului de vaccinuri ghidat de AI în dezvoltarea unei imunități populaționale largi înainte de amenințările biologice în evoluție. Acest lucru se aliniază strâns cu focusul național și internațional emergent asupra biosecurității, după investiția recentă de 100 de milioane de lire sterline a guvernului britanic în biosecuritatea națională.
Studiul este publicat astăzi în revista Cell Reports Medicine.
Ingredientul activ dintr-un vaccin, numit antigen, declanșează sistemul imunitar al organismului să producă un răspuns protector. Acest lucru antrenează organismul să lupte împotriva infecției viitoare de către un patogen care conține acest antigen specific.
Pentru a proiecta vaccinul împotriva gripei aviare, echipa a colectat datele de secvențiere genetică ale tuturor virusurilor gripale aviare înregistrate de programele de supraveghere din întreaga lume, care prelevă probe de virusuri din fauna sălbatică, din animale de fermă și din oameni infectați cu gripă aviară.
Au construit un instrument AI pentru a integra cantitatea imensă de date genetice și a folosi aceste informații pentru a proiecta o gamă de „super-antigene”, care conțin caracteristicile antigenice comune întregii grupe de virusuri. Acestea au fost testate în celule pentru a selecta cel mai bun pentru vaccin, care a fost ulterior testat în cadrul unor studii pe animale.
„Folosirea AI accelerează considerabil procesul de proiectare a vaccinurilor, iar apoi putem testa candidații la vaccin în laborator pentru a ne asigura că sunt robuști și siguri”, a spus Heeney.
Această nouă clasă de vaccinuri universale este pregătită pentru viitor. Ele nu doar că protejează împotriva multor variante simultan, dar potențial protejează și împotriva virusurilor înrudite care nu au apărut încă și care ar putea să se transmită la oameni.
În noul studiu, vaccinul DIOSynVax a protejat complet șoarecii și nurcile împotriva unei game de variante distincte genetic ale virusului care provoacă gripa aviară – toate acestea fiind responsabile pentru infecții umane și reprezentând amenințări potențiale de pandemie. Comparativ, doar jumătate dintre animale au supraviețuit acestor virusuri, când au fost imunizate cu vaccinul existent împotriva gripei aviare al Organizației Mondiale a Sănătății.
Vaccinul împotriva gripei aviare stocat de guverne se bazează pe izolați reprezentativi de virus identificați prin programul de pregătire pentru pandemia de gripă al Organizației Mondiale a Sănătății. Acesta a fost conceput pentru a proteja împotriva unei tulpini specifice a bolii, dar studiul a arătat că oferă o protecție minimă împotriva altor tulpini aflate în circulație.
Abordarea tradițională de proiectare a vaccinurilor, care are zeci de ani, a fost în mare parte reactivă, răspunzând patogenilor după ce aceștia au apărut. Vaccinurile tradiționale sunt concepute pentru a oferi protecție împotriva tulpinilor sau variantelor specifice de virus care au fost deja detectate la oameni. Dar, deoarece virusurile se mută constant, de fiecare dată când vaccinurile sunt fabricate și distribuite, ele au o protecție limitată și trebuie actualizate regulat pentru a încerca să țină pasul.
Următorul pas este testarea noului vaccin împotriva gripei aviare în studiile clinice pe oameni, astfel încât acesta să poată fi pregătit pentru a fi administrat oamenilor imediat ce va fi necesar.
Tehnologie extrem de adaptabilă
Virusurile ARN emergente, cum ar fi gripa aviară, se pot răspândi rapid între animale, fauna sălbatică și oameni. Obiectivul echipei este de a crea vaccinuri cu protecție largă pentru atât animale, cât și oameni, ajutând astfel la reducerea oportunităților pentru patog
