Noile instrumente AI identifică medicamente potențiale pentru virusul Ebola rar
Progresele recente în inteligența artificială au permis Institutului de Cercetare Southwest (SwRI) să identifice aproape douăzeci de compuși antivirali care ar putea trata o specie rară de virus Ebola (virusul Bundibugyo) ce afectează în prezent Republica Democratică Congo.
Conform Organizației Mondiale a Sănătății, au fost raportate 516 cazuri suspecte și 33 de cazuri confirmate de boală cauzată de Bundibugyo Ebolavirus, care au dus la 133 de decese. Virusul Bundibugyo, numit după o regiune din Uganda unde a fost identificat pentru prima dată în 2007, ucide până la 40% dintre persoanele infectate.
„Suntem pregătiți să susținem comunitatea biomedicală printr-o cercetare și dezvoltare rapidă a medicamentelor antivirale, pe măsură ce profesioniștii din sănătate globală răspund la ultima epidemie”, a declarat Dr. Jonathan Bohmann, dezvoltator principal al software-ului de docking molecular Rhodium™ dezvoltat de SwRI, destinat să evalueze virtual compușii medicamentoși. „Instrumentele noastre AI și de învățare automată ajută la identificarea rapidă a candidaților de medicamente care sunt cei mai susceptibili să funcționeze nu doar într-un mediu de biocontainment de mare valoare, ci și în corpul uman.”
Cercetarea de la SwRI face parte dintr-o colaborare de un deceniu cu Institutul de Cercetare Biomedicală din Texas (Texas Biomed), unde SwRI proiectează și formulează vaccinuri și antivirale candidate pe care Texas Biomed le testează pe virusuri vii în laboratorul său de Biosiguritate Nivel 4 (BSL4).
Actuala epidemie de Ebolavirus este un memento clar că cercetarea biomedicală nu este doar o prioritate pentru sănătatea publică, ci și o chestiune de securitate națională și globală. Investiția susținută în cercetarea bolilor infecțioase, împreună cu dezvoltarea vaccinurilor și a terapiei, este esențială pentru a ne asigura că suntem pregătiți să limităm focarele înainte ca acestea să devină amenințări globale mai mari.”
Virusul Ebola este rar, cu focare ocazionale în Africa ecuatorială, adesea legate de liliecii fructiferi nativi. Deși există unele tratamente antivirale pentru alte specii de viruși, nu există medicamente aprobate pentru Bundibugyo Ebolavirus. SwRI și Texas Biomed au început colaborarea în cercetarea virusului Ebola în 2016, cu un contract de la Agenția de Reducere a Amenințărilor din Apărare (DTRA) pentru a combina două medicamente disponibile și a testa terapia de combinație rezultată împotriva virusului Ebola.
În ultimii doi ani, Texas Biomed a colaborat cu SwRI pentru a testa micromolecula „M7”, un inhibitor puternic al unei alte specii, Zaire Ebolavirus. M7 este un antiviral direcționat către gazdă, ceea ce înseamnă că ar trebui să funcționeze pe un număr mai mare de tipuri de virus decât antiviralele cu acțiune directă, care sunt mai frecvente. Deși compusul M7 a arătat promisiuni în testările de laborator de la Texas Biomed, nu a avut proprietățile necesare pentru a fi extins ca un medicament aprobat pentru fabricare, a spus Bohmann.
Cu toate acestea, SwRI a realizat recent cercetări finanțate intern pentru a identifica peste 20 de compuși înrudiți cu proprietăți mai stabile, folosind software-ul Rhodium dezvoltat de SwRI, împreună cu instrumente AI de modelare a limbajului mare (LLM). „Investițiile noastre internaționale în R&D ne oferă capacitatea de a lansa rapid proiecte de cercetare, cum ar fi acesta, pentru a accelera procesul de obținere a terapiei utile acolo unde este necesar cât mai repede posibil”, a declarat Adam Hamilton, CEO al SwRI.
Proiectul, cunoscut sub numele de GAMES LLM, generează șiruri de caractere din Sistemul de Introducere a Informațiilor Moleculare Simplificate (SMILES). SMILES este un sistem standard din industrie care reprezintă structura moleculelor folosind o scurtă serie de caractere text pentru a facilita stocarea, recuperarea și modelarea. Abordarea bazată pe AI, utilizând modelul de limbaj GAMES dezvoltat de SwRI, a prioritizat selecția precursorilor pentru a sintetiza rapid 18 analogi noi care să fie testați împotriva speciei Bundibugyo. Echipa a luat în considerare considerațiile legate de lanțul de aprovizionare, concentrându-se pe o sursă internă de precursori pentru a încuraja un răspuns rapid. Texas Biomed va testa compușii în săptămânile următoare.
„Acum că SwRI a identificat mai mulți compuși semnificativi, putem testa împotriva celui mai recent virus și oferi rezultate accelerate”, a spus Dr. Olena Shtanko, virolog la Texas Biomed. „Impactul acestei lucrări este copleșitor de important și suntem dornici să susținem comunitatea de cercetare prin colaborarea noastră de încredere.”
SwRI și Texas Biomed sunt organizații nonprofit independente, cu sediul în San Antonio, Texas, un centru de inovație biomedicală. SwRI desfășoară cercetări și dezvoltări aplicate în multiple discipline tehnice și aplicații industriale. Texas Biomed este dedicat protejării comunității globale împotriva bolilor infecțioase și a fost mult timp în fruntea cercetării virusului Ebola, contribuind la avansarea unor măsuri esențiale împotriva unuia dintre cei mai mortali patogeni din lume.
