Новая вакцина, созданная с помощью ИИ и способная защищать от целых семейств вирусов, может радикально изменить подготовку мира к будущим пандемиям.
Команда британских исследователей под руководством ученых Кембриджского и Саутгемптонского университетов в Великобритании разработала первую вакцину, полностью спроектированную искусственным интеллектом (ИИ) и допущенную до испытаний на людях.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
«Такие вирусы, как грипп, коронавирусы и вирусы из группы Эбола, постоянно эволюционируют, и к моменту, когда вакцины начинают применять, они уже могут плохо соответствовать новым вариантам. Нынешняя “реактивная” система разработки вакцин с трудом успевает за этими изменениями», — заявил профессор Сол Фауст из Саутгемптонского университета, главный исследователь испытания.
В последние годы произошло несколько вспышек, вызванных бетакоронавирусами, крупнейшая из которых привела к пандемии COVID-19. Продолжающееся распространение этих вирусов приводит к мутациям патогенов и появлению новых вариантов.
Осознавая необходимость вакцин, которые обеспечивали бы более широкую защиту как от существующих, так и от будущих опасных мутаций, команда разработала новый тип вакцины, способной надолго защищать от широкого спектра вирусов — таких как Эбола или коронавирусы, — даже по мере их эволюции.
«Мы перевели разработку вакцин из реактивного режима в режим, рассчитанный на будущее», — сказал профессор Джонатан Хини из лаборатории вирусных зоонозов Кембриджского университета, научный руководитель исследования.
«Мы решили проблему традиционных вакцин, дающих лишь ограниченную защиту. Это означает, что мы можем выйти из постоянного цикла, когда приходится гоняться за новыми вариантами вируса, циркулирующими среди людей, и постоянно обновлять вакцины, словно собака, которая гоняется за собственным хвостом».
Хини добавил, что этот новый класс универсальных вакцин потенциально может защищать и от вирусов, которые еще даже не появились.
Как они использовали ИИ?
Для создания этой вакцины исследователи применили полностью спроектированный ИИ активный компонент, так называемый «суперантиген».
Он основан на белке, разработанном с помощью компьютерного моделирования, который имитирует общие черты сразу нескольких коронавирусов, а не нацеливается на один конкретный штамм. Это позволяет запускать работу иммунной системы организма против широкого спектра патогенов с такими базовыми характеристиками.
Команда использовала все доступные генетические последовательности сарбеко-коронавирусов — зоонозных вирусов, которые в основном циркулируют среди летучих мышей и могут передаваться людям или другим млекопитающим, — собранные в рамках программ мониторинга по всему миру, после чего применила методы машинного обучения для создания суперантигена.
Без игл и шприцев
Еще одна важная особенность в том, что для этой вакцины не требуется игла. Она вводится с помощью микрофлюидной струи, которая под высоким давлением доставляет антиген непосредственно в кожу через мощный поток жидкости.
Исследователи отмечают, что такой способ доставки расширяет возможности применения вакцины в мире: он снижает потребляемый объем препарата, устраняет отходы от использования игл и шприцев и повышает приверженность в тех условиях, где инъекции с иглой становятся барьером.
Кроме того, такие вакцины, как правило, более термостабильны, чем мРНК-препараты, и не требуют сверхнизкотемпературной цепочки хранения, что делает их особенно удобными для применения в странах с низким и средним уровнем дохода, а также в ситуациях, когда необходимо быстрое реагирование.
Каковы дальнейшие шаги?
Первое испытание включало небольшое число участников и было нацелено на оценку безопасности, переносимости и вызываемого вакциной иммунного ответа.
С декабря 2021 по сентябрь 2023 года были вакцинированы 39 добровольцев. По словам исследователей, во всех четырех дозировках вакцина хорошо переносилась, серьезных проблем с безопасностью не выявлено.
«Выдающийся успех этого испытания ИИ-спроектированного суперантигена знаменует собой переломный шаг вперед в нашей способности обеспечивать широкую и долговременную защиту от вирусов», — заявила профессор Мэриан Найт, научный директор Национального института исследований в области здравоохранения и ухода (NIHR) Великобритании.
После этих успешных результатов исследователи переходят ко второму этапу клинических испытаний, чтобы оценить способность вакцины вызывать иммунный ответ у более широкой и разнообразной группы населения и подтвердить, что она формирует мощный и широкоспектральный иммунитет.