Trwają prace nad nowym narzędziem, które może zapobiec wystąpieniu kolejnych pandemii

Naukowcy pracują nad nowym narzędziem wykorzystującym sztuczną inteligencję, które umożliwia szybsze przewidywanie struktury białek wirusowych, co ma kluczowe znaczenie dla opracowania szczepionek przeciwko przyszłym wariantom koronawirusa SARS-CoV-2.

Choć w walce z koronawirusem SARS-CoV-2 osiągnięto już znaczne postępy, wciąż pojawiają się nowe mutacje, które mogą zagrażać zdrowiu publicznemu. By zapobiec wystąpieniu kolejnych pandemii, naukowcy z Uniwersytetu w Kopenhadze i firmy Evaxion zajmującej się immunoterapią, opracowują nowe narzędzie AI, nazwane BIFROST, które szybciej i skuteczniej przewiduje, w jaki sposób mogą zostać złożone elementy białkowe, tak by zwiększyć prawdopodobieństwo ochrony przed zakażeniem.

- Aby szczepionka była skuteczna, organizm musi być w stanie wytworzyć przeciwciała przeciwko wirusom. Robi to, jeśli rozpoznaje niebezpieczne białka, takie jak np. kolce koronawirusa - powiedział Christian Thygesen, główny koordynator projektu.

Projekt BIFROST to model komputerowy korzystający z algorytmów do łączenia białek wirusowych, które najprawdopodobniej znajdą się w szczepionce. Wykorzystuje dane dotyczące łańcuchów aminokwasowych do przewidywania wyglądu i zachowania różnych białek. Wiedza ta pozwoli naukowcom zaprojektować przeciwciała, które wywołują pożądaną odpowiedź na wirusy w układzie odpornościowym, przy wystąpieniu niewielkich skutków ubocznych.

- Scenariusz marzeń jest taki, że możemy zaprojektować szczepionkę, która jest bardziej skuteczna niż obecne i chroni przed przyszłymi wariantami koronawirusa SARS-CoV-2 oraz całkowicie nowymi wirusami - dodał Anders B. Sørensen, kierownik badań w firmie Evaxion.

Według analizy przeprowadzonej przez trzech badaczy, BIFROST ma wiele zalet w porównaniu z innymi narzędziami. Do tej pory naukowcy wykorzystywali model komputerowy o nazwie Rosetta, aby poznać kształt i zachowanie białek, jednak ta metoda posiada istotne wady.

- Projekt BIFROST ma tę główną zaletę, że działa na specjalnym sprzęcie, który pozwala nam uzyskiwać odpowiedzi w ciągu kilku sekund, zamiast czekać na wyniki godzinami. Oszczędza to czas, a tym samym pieniądze - tłumaczył Thygesen.

Kolejną zaletą nowego narzędzia jest dostarczanie większych ilości sugestii na temat potencjalnych kształtów i zachowań białek. Jest to ważne przy próbie opracowania szczepionki, która musi być w stanie rozpoznać wiele nowych wariantów.

- Gdy model Rosetta, w oparciu o pojedynczy łańcuch aminokwasów, może dostarczyć tylko jedno oszacowanie danego białka, nasze narzędzie wykorzystuje algorytmy do obliczania prawdopodobieństwa kilku możliwych białek - dodał Thygesen.

- Udowodniliśmy, że BIFROST działa jako koncepcja w fazie projektowania. Rzeczywiste testy na modelach zwierzęcych zostaną zakończone w 2022 roku. Później należy sprawdzić, jak nasze zaprojektowane białka funkcjonują u ludzi. Zrobiliśmy ważny krok w kierunku stworzenia szczepionki, która może chronić nas przed przyszłymi pandemiami - podsumował Sørensen.

Źródło: University of Copenhagen