Επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ ανέπτυξαν ένα νέο εμβόλιο με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης (AI), το οποίο στοχεύει ταυτόχρονα σε πολλαπλά στελέχη της γρίπης των πτηνών, αντί να προσφέρει ανοσία έναντι μόνο σε μία συγκεκριμένη παραλλαγή. Όπως υποστηρίζουν, το εμβόλιο θα μπορούσε να προστατεύει ακόμη και από παραλλαγές που δεν έχουν εμφανιστεί μέχρι σήμερα.

Το εμβόλιο ανήκει σε μια νέα γενιά σκευασμάτων που έχουν σχεδιαστεί ώστε να καλύπτουν πολλαπλά στελέχη του ίδιου ιού. Στόχος είναι η καλύτερη προετοιμασία απέναντι σε μελλοντικές υγειονομικές κρίσεις, ακόμη και σε εκείνες που θα προκληθούν από απειλές οι οποίες παραμένουν σήμερα άγνωστες.

«Αντί να προσφέρει ανοσία έναντι σε μία μόνο παραλλαγή της γρίπης των πτηνών, το νέο μας εμβόλιο ευρέος φάσματος παρέχει προστασία έναντι σε ένα τεράστιο εύρος παραλλαγών», δήλωσε ο Τζόναθαν Χίνι, από το Εργαστήριο Ιογενούς Ζωονόσου του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας. «Έχει σχεδιαστεί ώστε να προβλέπει την εξέλιξη του ιού, αντί να αντιδρά σε αυτήν», πρόσθεσε ο ίδιος.

Σύμφωνα με τη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Reports Medicine, το νέο εμβόλιο προσφέρει ευρύτερη προστασία και υψηλότερα ποσοστά επιβίωσης σε σύγκριση με τα συμβατικά υποψήφια εμβόλια, τα οποία στοχεύουν σε ένα μόνο στέλεχος και περιλαμβάνονται ήδη στα αποθέματα που διατηρούνται για την αντιμετώπιση ενδεχόμενης πανδημίας.

Όπως οι κορονοϊοί που προκάλεσαν την πανδημία COVID-19, αλλά και πολλοί άλλοι αναδυόμενοι λοιμώδεις παράγοντες, ο ιός της γρίπης των πτηνών είναι ιός RNA. Οι ιοί RNA αποτελούν ιδιαίτερη απειλή για την ανθρώπινη υγεία, καθώς μπορούν να μεταλλάσσονται γρήγορα και να δημιουργούν νέα στελέχη. Αυτά ενδέχεται να μεταδίδονται από τα ζώα στους ανθρώπους και να διαφεύγουν τόσο από το ανοσοποιητικό σύστημα όσο και από την προστασία που παρέχουν τα υπάρχοντα εμβόλια.

Μέχρι σήμερα, η προετοιμασία για την αντιμετώπιση μιας πανδημίας βασίζεται στην αποθήκευση εμβολίων που στοχεύουν σε μεμονωμένες παραλλαγές του ιού, οι οποίες έχουν ήδη εμφανιστεί. Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, τα εμβόλια νέας γενιάς μπορούν να αλλάξουν τα δεδομένα για την εθνική βιοασφάλεια και να ενισχύσουν την ανθεκτικότητα των συστημάτων δημόσιας υγείας.

«Θα μπορούσαμε να είμαστε έτοιμοι να ανταποκριθούμε άμεσα σε επιδημίες και πανδημίες ιών, αντί να βρισκόμαστε διαρκώς σε θέση άμυνας και να αντιδρούμε χρησιμοποιώντας ένα στέλεχος το οποίο στο μεταξύ θα έχει ήδη αλλάξει», σημείωσε ο Χίνι.

Εμβόλια νέας γενιάς

Οι ερευνητές συγκέντρωσαν γενετικές αλληλουχίες ιών της γρίπης των πτηνών, οι οποίες είχαν καταγραφεί από προγράμματα επιτήρησης σε όλο τον κόσμο. Τα δείγματα προέρχονταν από άγρια ζώα, εκτρεφόμενα ζώα, αλλά και ανθρώπους που είχαν μολυνθεί από τον ιό.

Στη συνέχεια, αξιοποίησαν υπολογιστικά και εξελικτικά μοντέλα αλγορίθμων για να σχεδιάσουν πέντε συνθετικά αντιγόνα, βελτιστοποιημένα με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης. Τα αντιγόνα αυτά αντιπροσωπεύουν τη γενετική ποικιλομορφία των ιών της γρίπης των πτηνών σε παγκόσμιο επίπεδο και έχουν σχεδιαστεί ώστε να περιορίζουν την ικανότητα του ιού να διαφεύγει από την ανοσολογική άμυνα.

Το δραστικό συστατικό ενός εμβολίου, που ονομάζεται αντιγόνο, ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού ώστε να παράγει μια προστατευτική απόκριση. Έτσι, ο οργανισμός «εκπαιδεύεται» να αντιμετωπίζει μελλοντικές λοιμώξεις από παθογόνα που φέρουν το συγκεκριμένο αντιγόνο.

«Η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία σχεδιασμού των εμβολίων. Στη συνέχεια, μπορούμε να δοκιμάσουμε τα υποψήφια εμβόλια στο εργαστήριο, ώστε να διασφαλίσουμε ότι είναι αποτελεσματικά και ασφαλή», δήλωσε ο Χίνι.

Τι έδειξαν τα πειράματα

Στη νέα μελέτη, το εμβόλιο προστάτευσε πλήρως ποντίκια και κουνάβια από ένα ευρύ φάσμα γενετικά διαφορετικών παραλλαγών του ιού της γρίπης των πτηνών. Σε αντίθεση με το νέο εμβόλιο, το υπάρχον σκεύασμα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας προστάτευσε μόνο τα μισά από τα ζώα που εκτέθηκαν στις ίδιες παραλλαγές του ιού. Όλες οι παραλλαγές που εξετάστηκαν έχουν προκαλέσει λοιμώξεις σε ανθρώπους και θεωρούνται δυνητικές απειλές για την πρόκληση πανδημίας.

Το επόμενο βήμα είναι η δοκιμή του νέου εμβολίου σε κλινικές μελέτες σε ανθρώπους, με στόχο να καταστεί διαθέσιμο σε περίπτωση επιδημικής έξαρσης. Οι ερευνητές σκοπεύουν επίσης να επεκτείνουν την ίδια προσέγγιση στα εμβόλια κατά της εποχικής γρίπης και άλλων ιών RNA που εξελίσσονται ταχύτατα.

Νωρίτερα φέτος, η ίδια ερευνητική ομάδα ανέπτυξε το πρώτο εμβόλιο που σχεδιάστηκε εξ ολοκλήρου με τεχνητή νοημοσύνη και πέρασε στο στάδιο των δοκιμών σε ανθρώπους. Το εμβόλιο αυτό προσφέρει μακροχρόνια προστασία απέναντι σε ένα ευρύ φάσμα ιών, όπως ο Έμπολα και μέλη της οικογένειας των κορονοϊών, ακόμη και καθώς αυτοί μεταλλάσσονται.

Πηγή: ERTNEWS