Výzkumníci z Univerzity v Cambridgi vyvinuli to, co popisují jako zásadně nový typ vakcíny s využitím umělé inteligence (AI). Klíčová složka vakcíny byla kompletně navržena umělou inteligencí a nyní byla poprvé testována na lidech.
Cíl je ambiciózní: jediná vakcína, která by účinkovala nejen proti všem známým variantám lidského koronaviru, ale i proti příbuzným virům netopýrů, které by se mohly přenášet ze zvířat na člověka a způsobovat budoucí pandemie.
Tradiční vakcíny trénují náš imunitní systém k rozpoznání jednoho specifického viru. Problém je v tom, že viry mutují. Když se dostatečně změní, vakcína přestane účinkovat, a proto potřebujeme každý rok novou vakcínu proti chřipce a proto se vakcíny proti COVIDu od roku 2021 opakovaně aktualizují.
Umělá inteligence nabízí způsob, jak tento problém obejít. Analýzou genetických dat z tisíců příbuzných virů dokáže identifikovat části, které zůstávají stejné napříč různými kmeny a u kterých je nepravděpodobné, že se v průběhu času změní. Zaměřte se na tyto stabilní vlastnosti a máte vakcínu, která by měla fungovat proti celé rodině, nejen proti kmeni, se kterým jste začali.
Přesně to udělal tým z Cambridge. Pomocí umělé inteligence skenovali viry z čeledi sarbekovirů, která zahrnuje viry způsobující SARS i COVID, a také řadu zvířecích koronavirů – hledali společné rysy, které evoluce do značné míry nedotkla. Tyto rysy se staly základem vakcíny.
DNA vakcíny
Ačkoli mnoho lidí zná mRNA injekce používané během pandemie, tato nová vakcína používá DNA . DNA vakcíny jsou obecně stabilnější než mRNA vakcíny, což usnadňuje jejich skladování a přepravu. To je významná výhoda v zemích s nižšími příjmy, kde je infrastruktura „chladícího řetězce“ omezená.
Mohou být také aplikovány bez jehel. Vakcína je dodávána kůží pomocí vysokotlakého proudu kapaliny, což usnadňuje aplikaci a zvyšuje její rozsah během epidemie.
Mohlo by to ochránit před budoucími pandemiemi?
Tyto praktické výhody jsou nejdůležitější, pokud samotná vakcína dokáže něco, co žádná existující vakcína nedokáže: chránit před viry, se kterými jsme se dosud nesetkali.
Širokospektrální vakcíny by mohly změnit způsob, jakým svět reaguje na nově vznikající infekční onemocnění. Díky mnohem širší ochraně než tradiční vakcíny by mohly poskytnout rychlou imunitu proti novým a vznikajícím virovým hrozbám. To by vybavilo úředníky veřejného zdraví nástroji k zastavení budoucích ohnisek nákazy dříve, než se stanou globálními pandemií.
Mohly by také změnit náš přístup k známějším nemocem. Chřipka je hlavním cílem, protože existuje v mnoha různých kmenech a vyvíjí se tak rychle. Vědci musí předpovídat, které kmeny budou v každé chřipkové sezóně dominovat, a pokud se mýlí, účinnost vakcíny může utrpět. Univerzální vakcína proti chřipce, která cílí na vlastnosti společné pro více kmenů, by mohla nakonec ukončit každoroční závod o udržení kroku s virem.
A virus Ebola ukazuje, proč je to právě teď důležité. Nedávné propuknutí nákazy v Demokratické republice Kongo a Ugandě je způsobeno kmenem Bundibugyo , který obchází stávající vakcíny. Zatímco vědci spěchají s vytvořením nové vakcíny speciálně pro tento kmen , místní komunity zůstávají vystaveny vysokému riziku. Širokospektrální vakcína navržená tak, aby pokryla celou virovou rodinu, by mohla tento obraz změnit.
Co zjistila studie
Toto je první studie vakcíny navržené umělou inteligencí na lidech. Výsledky ukázaly, že tato DNA vakcína byla schopna stimulovat imunitní systém k produkci protilátek, které dokáží rozpoznávat různé typy sarbekovirů. Technologie se ukázala jako bezpečná a dobře snášená.
To je vzrušující pokrok, protože ukazuje, jak má umělá inteligence potenciál navrhovat vakcíny odolné vůči variantám proti budoucím pandemickým hrozbám. Systém bezjehlového podávání by také mohl usnadnit podávání a distribuci vakcíny po celém světě.
Je však třeba udělat ještě mnoho práce. Ačkoli jsou výsledky této studie povzbudivé, imunitní reakce po očkování byly mírné. Nebylo také jisté, jak dlouho ochrana trvá a zda budou nutné další posilovací dávky. Jsou také zapotřebí rozsáhlejší studie, které by zjistily, zda vakcína dokáže v reálném světě zabránit virovým infekcím nebo je snížit.
Univerzální vakcína je stále k dispozici za několik let. A jakákoli nová vakcína musí projít rozsáhlejšími testy, aby se prokázala její bezpečnost, účinnost a dlouhodobá ochrana. Tato studie však ukazuje, že cíl se blíží – a umělá inteligence nám může pomoci dosáhnout ho rychleji.