Исследователи из Кембриджского университета (Великобритания) недавно объявили о прорывном достижении — успешном использовании искусственного интеллекта (ИИ) для создания совершенно нового типа вакцины. Это первый случай в истории медицины, когда ключевой компонент биопрепарата был полностью разработан с помощью компьютерного алгоритма и прошёл клинические испытания на людях.
Цель этого проекта — создание универсального иммунного щита, способного защитить человечество от различных вирусов и тем самым снизить риск будущих пандемий.
На снимке изображена лаборатория, где человек в белом лабораторном халате работает за столом. (Источник: Getty Images)
Традиционные вакцины функционируют, имитируя структуру конкретного циркулирующего штамма вируса, что позволяет иммунной системе распознавать и уничтожать его. Однако многие вирусы способны мутировать, что быстро делает стандартные вакцины неэффективными. Это и стало причиной необходимости ежегодной ревакцинации от сезонного гриппа или COVID-19.
Для комплексного решения этой проблемы, исследовательская группа из Кембриджа собрала данные генетического кода — своего рода «справочник жизни» — из различных штаммов коронавируса, зарегистрированных в рамках эпидемиологического надзора. Затем система ИИ проанализировала эти последовательности, чтобы автоматически создать «суперантиген».
Антигены играют ключевую роль в вакцинах, служа «мишенями» для иммунных клеток, которые учатся атаковать. С помощью вычислений на базе ИИ эти суперантигены могут обучить иммунную систему распознавать полную структуру целого семейства вирусов, поддерживая защитную эффективность даже при мутации вируса или передаче новых штаммов от животных к человеку.
Профессор Джонатан Хини из Кембриджского университета поделился своим мнением о проекте с BBC News: «Мы всегда реагируем на вирусы и отстаём от них. Наша задача — предвосхитить угрозы, чтобы защитить сообщества от новых вспышек или пандемий. Это поворотный момент в подготовке человечества к эпидемиям».
Он также выразил восхищение возможностями этой технологии, подчеркнув, что это шаг, который может значительно улучшить жизнь человечества.
Вакцины играют решающую роль в пандемиях, но их необходимо разрабатывать с нуля, а затем обновлять по мере мутации вируса. (Источник: Getty Images)
Первый этап клинических испытаний, проведённых на 39 добровольцах, в первую очередь оценивал безопасность вакцины. В настоящее время проводится более масштабное исследование с участием около 200 человек для уточнения фактической эффективности суперантигена в активации иммунной системы. Согласно результатам, опубликованным в журнале Journal of Infection, хотя первоначальный эффект на иммунную систему считается довольно «скромным», данная работа вызывает значительный интерес в мировом научном сообществе.
Поддерживая это мнение, профессор Сол Фауст, координировавший несколько испытаний в Университете Саутгемптона, отметил: «Разработка вакцин с помощью ИИ действительно имеет огромный потенциал и впечатляет. Главное преимущество этой технологии в том, что она значительно опережает другие методы автоматического проектирования вакцин для реагирования на потенциальные пандемии, даже несмотря на постоянные мутации вирусов».
Профессор Мариан Найт, главный научный сотрудник Национального института исследований в области здравоохранения и ухода Великобритании, также подтвердила, что успех этого испытания означает важный шаг вперёд в обеспечении долгосрочной защиты от вирусных угроз.
Летучие мыши являются одним из источников распространения коронавируса. (Источник: Getty Images)
Ученые не ограничиваются коронавирусом и расширяют применение этой модели ИИ для создания универсальных вакцин против сезонного гриппа, птичьего гриппа H5N1 и вируса Эбола. В настоящее время испытания вакцины против птичьего гриппа на животных показывают многообещающие результаты. Профессор Энди Поллард, директор Оксфордской группы по разработке вакцин, хоть и не принимает непосредственного участия в исследованиях, считает экспериментальные данные на животных крайне обнадеживающими и превосходящими ожидания экспертов.
Тем не менее, профессор Поллард также подчеркнул, что основная проблема остаётся на этапе тестирования на людях. Иммунная система человека значительно сложнее, чем у лабораторных мышей, и формировалась годами под воздействием разных патогенов. Однако он заявил, что ИИ, безусловно, станет «переломным моментом» в современной медицине. Способность точно прогнозировать реакцию иммунной системы с использованием ИИ значительно сократит процесс разработки лекарств и может спасти миллионы жизней в будущем.