'Pierwsze na świecie' szczepienie zaprojektowane przez sztuczną inteligencję

Sztuczna inteligencja pomogła opracować „zupełnie nowe" szczepienie zdolne walczyć z szerokim spektrum wirusów i zapobiegać pandemiom, twierdzą naukowcy.

Według badaczy z University of Cambridge to pierwszy przypadek w historii, gdy aktywny składnik szczepionki został w całości zaprojektowany przez sztuczną inteligencję, a następnie przetestowany na ludziach.

Preparat ma chronić przeciw koronawirusom - w tym wszystkim wariantom Covid-19 - a także wirusom, które dziś zarażają zwierzęta, ale w przyszłości mogą wywołać kolejną pandemię.

Badacze rozpoczęli już prace nad odrębnymi szczepionkami przeciw grypie i wirusowi Eboli.

Szczepienia uczą organizm rozpoznawać infekcje, by pomóc mu skuteczniej z nimi walczyć.

Ponieważ część wirusów mutuje, niektóre szczepionki szybko tracą skuteczność. To dlatego szczepienia przeciwko Covid-19 i grypie sezonowej wymagają regularnych aktualizacji.

„Zawsze jesteśmy o krok w tyle," mówi prof. Jonathan Heeney z University of Cambridge.

Dodaje, że jego zespół „stara się wyprzedzić sytuację" - i to na tyle, by zapewnić ochronę przed nowymi ogniskami choroby lub pandemiami.

Jak działa nowe szczepienie?

Szczepienia opracowuje się zwykle w oparciu o aktualny szczep wirusa.

Tym razem naukowcy z Cambridge wykorzystali kody genetyczne pochodzące z różnych koronawirusów, zidentyfikowanych w ramach prewencyjnych badań nad potencjalnie groźnymi patogenami.

Sztuczna inteligencja przeanalizowała kody genetyczne, a następnie zaprojektowała „superantygen". To substancja zdolna wzmocnić nasz układ odpornościowy do tego stopnia, by chronił przed całą rodziną wirusów – nawet w przypadku pojawienia się mutacji lub nowych infekcji przenoszonych ze zwierząt na ludzi.

Antygeny to kluczowe składniki szczepień: to one instruują układ odpornościowy, co powinien zwalczać.

Według Heeney'a to pierwszy przypadek w historii, gdy w badaniach klinicznych na ludziach wykorzystano antygen zaprojektowany przez sztuczną inteligencję.

Korzyści z tej technologii „zaskoczyły nas wszystkich," powiedział Heeney. „To niesamowite, co możemy dzięki niej osiągnąć dla dobra ludzkości".

„Chodzi o tworzenie szczepień, które ochronią nas nie tylko przed istniejącymi wirusami, ale też przed potencjalnymi przyczynami kolejnych epidemii lub chorób," tłumaczy Heeney.

„To zasadnicza zmiana w podejściu do przygotowania do pandemii".

By ocenić bezpieczeństwo nowego szczepienia, przeprowadzono badanie kliniczne z udziałem 39 osób. Oddzielne badanie - obejmujące około 200 uczestników - miało ustalić, jak silnie stymuluje ono układ odpornościowy.

Wyniki opublikowano w czasopiśmie Journal of Infection. Choć wynika z nich, że wpływ szczepienia na układ odpornościowy był „niewielki", projekt budzi entuzjazm społeczności naukowej.

Prof. Saul Faust, który przeprowadził część badań na University of Southampton, stwierdził, że pomysł wykorzystania sztucznej inteligencji do tworzenia szczepień „zdecydowanie ma potencjał".

„Najciekawsze jest to, że ta technologia znacznie lepiej radzi sobie z opracowywaniem szczepionek na wypadek potencjalnych pandemii, [w których] wirusy ulegają mutacjom," powiedział prof. Faust w rozmowie z BBC News.

Zespół z Cambridge bada już na zwierzętach uniwersalne szczepienia przeciwko grypie sezonowej, które nie wymagałyby corocznych aktualizacji. Kolejne badania na zwierzętach dotyczą szczepienia przeciwko ptasiej grypie H5N1. Opracowano je na wypadek, gdyby atakujący dziś ptaki wirus wywołał pandemię wśród ludzi.

Naukowcy pracują też nad szczepionką przeciwko wirusowym gorączkom krwotocznym, w tym wirusom Ebola. (Obecną epidemię Eboli w Demokratycznej Republice Konga wywołał szczep wirusa, na który nie ma jeszcze szczepienia.)

Prof. Andy Pollard - dyrektor Oxford Vaccine Group, który nie brał udziału w projekcie - ocenia, że nowy rodzaj szczepień dostarczył obiecujących wyników w badaniach na zwierzętach.

„To fascynujące dane. Nikt nie przewidziałby, że uda się uzyskać takie reakcje immunologiczne," powiedział w rozmowie z BBC News.

Zdaniem Pollarda prawdziwym sprawdzianem dla nowej technologii będą badania na ludziach. Układ odpornościowy myszy laboratoryjnych znacznie różni się od naszego, naznaczonego latami walk z infekcjami.

Pollard ocenia, że narzędzia oparte na sztucznej inteligencji mogą doprowadzić do przełomu w badaniach nad szczepieniami. Jeśli będą w stanie trafnie przewidzieć reakcję układu odpornościowego na daną szczepionkę, mogą znacznie przyspieszyć rozwój medycyny i przyczynić się do „ratowania życia".

Prof. Marian Knight, dyr. naukowa brytyjskiego Narodowego Instytutu Badań nad Zdrowiem i Opieką, powiedziała: „Niezwykły sukces badania nad 'superantygenem' zaprojektowanym przy użyciu sztucznej inteligencji to milowy krok ku zapewnieniu szerokiej i długotrwałej ochrony przed wirusami".

Brytyjski minister nauki Patrick Vallance powiedział: „To kolejny naukowy sukces Brytyjczyków i doskonały przykład na to, że połączenie sztucznej inteligencji z naszym doświadczeniem badawczym pozwala opracować nowe metody leczenia".

„Pierwsze badania na ludziach przyniosły pozytywne wyniki - dlatego praca ta może pomóc w szybszym opracowaniu szczepionek, co w dłuższej perspektywie przyniesie korzyści ludziom na całym świecie".

Tekst został napisany i sprawdzony przez dziennikarzy BBC. Przy tłumaczeniu użyto narzędzi AI, w ramach projektu pilotażowego.

Edycja: Joanna Kozłowska