Эффективные вакцины от ковида снизили его тяжесть и спасли миллионы жизней. Однако вирус постоянно эволюционирует и превращается в новые штаммы, а на разработку и производство вакцин требуется немало времени.
Ученые из Гарвардской медицинской школы, Массачусетского консорциума по готовности к патогенам и других учреждений разработали модель ИИ, которая сможет прогнозировать будущие вирусы. Результаты своей работы они опубликовали в журнале Immunity.
EVE-Vax использует эволюционную, биологическую и структурную информацию о вирусе, чтобы спрогнозировать и разработать поверхностные белки, которые могут появиться в результате мутации существующего патогена. Ученые протестировали свою модель на SARS-CoV-2, и разработанные белки вызвали такие же иммунные реакции, как и реальные.
Разработка модели началась более 10 лет назад. Ученые хотели выяснить, можно ли использовать генетическую информацию об эволюции за миллионы лет, чтобы делать прогнозы о структуре и функции белков.
Во время эпидемии ковида ученые адаптировали свою модель для прогнозирования поведения вируса. Они подтвердили, что если бы она существовала до начала эпидемии, то возможно было бы предсказать наиболее частые мутации SARS-CoV-2 и определить те, которые были самыми опасными для людей.
Чтобы иметь возможность заранее разработать вакцину для новых вирусов, ученые доработали свою модель: теперь она может предсказывать вирусные белки, которые вызывали бы такой же иммунный ответ, как и настоящие вирусы.
Свои разработки они проверили в лабораториях. Эксперименты показали, что вирусы, содержащие «дизайнерские» белки, заражали клетки человека и вызывали иммунный ответ, который соответствовал реальному иммунному ответу в пяти разных точках времени в период пандемии ковида.
Мы показываем, что если вы можете заранее увидеть, как развивается вирус, то можете начать создавать вакцины, рассчитанные на будущее.
С помощью новой модели ученые надеются создать панели «дизайнерских» белков, чтобы разработать более совершенные вакцины для борьбы с вирусными вспышками и пандемиями, которые вызывают быстро мутирующие вирусы.
Сейчас команда разработчиков расширяет возможности модели, чтобы она могла прогнозировать другие вирусы, например, птичий грипп. Одним из главных преимуществ EVE-Vax считается то, что она может работать с ограниченной информацией. Это позволит использовать ее для исследования малоизученных и новых вирусов.
Ранее мы рассказывали об уникальной вакцине против болезни Альцгеймера.