Ένα σημαντικό βήμα προς την ανάπτυξη εμβολίων που θα μπορούν να προστατεύουν από μελλοντικές πανδημίες πραγματοποίησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, οι οποίοι ανέπτυξαν έναν νέο τύπο εμβολίου με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης (AI).
Το βασικό συστατικό του εμβολίου σχεδιάστηκε εξ ολοκλήρου από συστήματα AI και δοκιμάστηκε για πρώτη φορά σε ανθρώπους, ανοίγοντας νέους δρόμους στην πρόληψη λοιμωδών νοσημάτων.
Ο απώτερος στόχος των επιστημόνων είναι η δημιουργία ενός ενιαίου εμβολίου που θα προσφέρει προστασία όχι μόνο απέναντι σε όλες τις γνωστές παραλλαγές του SARS-CoV-2, αλλά και σε συγγενικούς κορονοϊούς που κυκλοφορούν σε ζώα και ενδέχεται στο μέλλον να περάσουν στον άνθρωπο.
Τα συμβατικά εμβόλια εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ενός ιού. Ωστόσο, καθώς οι ιοί μεταλλάσσονται συνεχώς, η αποτελεσματικότητα των εμβολίων μπορεί να μειωθεί με την πάροδο του χρόνου. Αυτός είναι ο λόγος που απαιτείται ετήσια ανανέωση των εμβολίων κατά της γρίπης και επανασχεδιασμός των εμβολίων κατά της COVID-19 όταν εμφανίζονται νέες παραλλαγές.
Η τεχνητή νοημοσύνη φιλοδοξεί να δώσει λύση σε αυτό το πρόβλημα, εντοπίζοντας τα σταθερά γενετικά χαρακτηριστικά που παραμένουν αναλλοίωτα σε ολόκληρες οικογένειες ιών.
Πώς αξιοποιήθηκε η τεχνητή νοημοσύνη
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε αλγορίθμους AI για να αναλύσει γενετικά δεδομένα από χιλιάδες κορονοϊούς της οικογένειας των sarbecovirus στην οποία ανήκουν τόσο ο ιός SARS όσο και ο SARS-CoV-2 που προκάλεσε την πανδημία COVID-19.
Στόχος ήταν να εντοπιστούν κοινά χαρακτηριστικά που έχουν παραμείνει σχεδόν αμετάβλητα κατά την εξελικτική πορεία των ιών. Αυτές οι σταθερές δομές αποτέλεσαν τη βάση για τον σχεδιασμό του νέου εμβολίου.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η στόχευση αυτών των κοινών στοιχείων θα μπορούσε να προσφέρει ευρύτερη και πιο διαρκή προστασία έναντι πολλών διαφορετικών στελεχών.
Εμβόλια DNA αντί για mRNA
Σε αντίθεση με τα εμβόλια mRNA που έγιναν γνωστά κατά την πανδημία, το νέο εμβόλιο βασίζεται στην τεχνολογία DNA.
Τα εμβόλια DNA θεωρούνται πιο σταθερά, γεγονός που διευκολύνει σημαντικά την αποθήκευση και τη μεταφορά τους, ιδιαίτερα σε περιοχές με περιορισμένες υποδομές ψύξης.
Ένα ακόμη σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι μπορούν να χορηγηθούν χωρίς τη χρήση βελόνας. Η μεταφορά του εμβολίου γίνεται μέσω ενός συστήματος υψηλής πίεσης που διοχετεύει το υγρό μέσα από το δέρμα, μειώνοντας τον πόνο και διευκολύνοντας τη μαζική χορήγηση σε περιόδους υγειονομικών κρίσεων.
Θα μπορούσε να προστατεύσει από μελλοντικές πανδημίες;
Οι επιστήμονες θεωρούν ότι τα εμβόλια ευρέος φάσματος θα μπορούσαν να αλλάξουν ριζικά τον τρόπο με τον οποίο η ανθρωπότητα αντιμετωπίζει νέες μολυσματικές απειλές.
Σε αντίθεση με τα σημερινά εμβόλια, τα οποία στοχεύουν συγκεκριμένα στελέχη, τα καθολικά εμβόλια θα μπορούσαν να προσφέρουν προστασία απέναντι σε πολλαπλούς συγγενικούς ιούς, ακόμη και πριν αυτοί εμφανιστούν στον ανθρώπινο πληθυσμό.
Η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμη στην περίπτωση της γρίπης, όπου οι επιστήμονες κάθε χρόνο προσπαθούν να προβλέψουν ποια στελέχη θα κυριαρχήσουν. Ένα καθολικό αντιγριπικό εμβόλιο θα μπορούσε να εξαλείψει την ανάγκη για ετήσιες αναπροσαρμογές.
Παράλληλα, θα μπορούσε να προσφέρει λύσεις και σε άλλες απειλές, όπως ο ιός Έμπολα. Οι πρόσφατες εξάρσεις κρουσμάτων στην Αφρική ανέδειξαν τις δυσκολίες που δημιουργούν νέα στελέχη τα οποία δεν καλύπτονται από τα διαθέσιμα εμβόλια. Ένα εμβόλιο που θα στοχεύει ολόκληρη την οικογένεια του ιού θα μπορούσε να ενισχύσει σημαντικά την ετοιμότητα των συστημάτων δημόσιας υγείας.
Τι έδειξε η πρώτη δοκιμή σε ανθρώπους
Η συγκεκριμένη μελέτη αποτελεί την πρώτη κλινική δοκιμή σε ανθρώπους ενός εμβολίου που σχεδιάστηκε με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το εμβόλιο ήταν ασφαλές και καλά ανεκτό, ενώ κατάφερε να ενεργοποιήσει το ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να παράγει αντισώματα που αναγνωρίζουν διαφορετικούς ιούς του υπογένους sarbecovirus.
Οι ερευνητές χαρακτηρίζουν τα ευρήματα ιδιαίτερα ενθαρρυντικά, καθώς αποδεικνύουν ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να συμβάλει στον σχεδιασμό εμβολίων με μεγαλύτερη ανθεκτικότητα απέναντι στις μελλοντικές μεταλλάξεις των ιών.
Ωστόσο, επισημαίνουν ότι οι ανοσολογικές αποκρίσεις που παρατηρήθηκαν ήταν μέτριες και ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να διαπιστωθεί η διάρκεια της προστασίας και η πιθανή ανάγκη αναμνηστικών δόσεων.
Παράλληλα, μεγαλύτερες κλινικές μελέτες θα πρέπει να επιβεβαιώσουν εάν το εμβόλιο μπορεί πράγματι να προλαμβάνει ή να περιορίζει τις λοιμώξεις σε πραγματικές συνθήκες.
Παρότι η ανάπτυξη ενός πραγματικά καθολικού εμβολίου εξακολουθεί να απέχει αρκετά χρόνια, η νέα μελέτη δείχνει ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να επιταχύνει σημαντικά αυτή την προσπάθεια.
Οι ειδικοί τονίζουν ότι κάθε νέο εμβόλιο οφείλει να περάσει από εκτεταμένους ελέγχους ασφάλειας και αποτελεσματικότητας πριν λάβει έγκριση για ευρεία χρήση. Ωστόσο, τα πρώτα αποτελέσματα δημιουργούν αισιοδοξία ότι στο μέλλον θα είναι δυνατή η ανάπτυξη εμβολίων που θα προστατεύουν όχι μόνο από τις σημερινές, αλλά και από τις αυριανές πανδημικές απειλές
Πηγή: The Conversation
