Cercetătorii au folosit inteligența artificială pentru a descoperi o proteină esențială a virusului mpox, ceea ce ar putea duce la dezvoltarea unor vaccinuri și terapii mai simple și mai eficiente decât cele existente.
Un pas semnificativ a fost realizat în lupta cu boala mpox, cunoscută anterior sub numele de variola maimuței. Un studiu internațional publicat în revista Science Translational Medicine demonstrează că utilizarea inteligenței artificiale a accelerat identificarea unei soluții promițătoare pentru prevenirea și tratarea acestei infecții, reprezentând un progres important pentru sănătatea publică la nivel global.
Simptomele care au pus lumea pe jar
Mpox a devenit o problemă globală în 2022, când s-a răspândit rapid, afectând peste 150.000 de persoane la nivel mondial, conform unor rapoarte de situație emise de organizații de sănătate. Boala provoacă febră, simptome asemănătoare gripei și erupții cutanate dureroase, iar aproape 500 de oameni au murit.
Copiii, femeile însărcinate și persoanele cu imunitate scăzută sunt cei mai expuși riscului. Pentru protecția acestor grupuri, medicii au utilizat vaccinuri dezvoltate inițial împotriva variolei umane, însă acestea sunt greu de produs și costisitoare, deoarece folosesc un virus întreg, slăbit, conform unor rapoarte anuale din domeniul sănătății publice.
Cercetătorii au căutat o soluție mai simplă, care să nu implice întregul virus, ci doar o parte din acesta, pentru a facilita producția și a reduce costurile, sprijinind astfel controlul și prevenirea bolilor infecțioase.
Un indiciu neașteptat din laborator
Echipa de cercetători din Statele Unite și Italia a hotărât să se concentreze pe o singură proteină de pe suprafața virusului mpox, în loc să utilizeze virusul întreg pentru vaccin. O astfel de proteină, numită antigen, ajută sistemul imunitar să recunoască și să lupte împotriva virusului.
Virusul mpox are multe proteine pe suprafață, iar alegerea celei mai potrivite ținte a fost o provocare. Cercetătorii au analizat anticorpii din sângele persoanelor care au fost infectate cu mpox sau vaccinate. Echipa de la Fondazione Biotecnopolo di Siena a identificat 12 anticorpi capabili să neutralizeze eficient virusul.
Următorul pas a fost să determine la ce parte a virusului se leagă acești anticorpi. Folosind modelul avansat de inteligență artificială AlphaFold 3, dezvoltat de DeepMind, cercetătorii de la Universitatea Texas Austin au analizat aproximativ 35 de proteine virale pentru a găsi cea mai bună țintă.
Modelul AI a prezis că o parte dintre anticorpii neutralizanți se leagă de o proteină numită OPG153. Experimentele de laborator au confirmat această predicție, demonstrând că OPG153 este cheia pentru dezvoltarea de vaccinuri și terapii noi, inclusiv pentru vaccin împotriva mpox.
Noi perspective pentru tratamentele viitorului
Descoperirea proteinei OPG153 deschide calea pentru dezvoltarea unor vaccinuri și terapii cu anticorpi mai ușor de produs și mai eficiente. O singură proteină poate fi obținută mult mai simplu decât un virus întreg, ceea ce poate accelera producția și reduce costurile, facilitând pregătirea și răspunsul rapid la focare noi.
Jason McLellan, profesor de bioștiințe moleculare la Universitatea Texas Austin și coautor al studiului, a explicat: „Spre deosebire de un vaccin pe bază de virus întreg, mare și complicat de fabricat, soluția noastră constă doar într-o singură proteină, ușor de obținut.”
Specialiștii afirmă că, fără ajutorul inteligenței artificiale, identificarea acestei proteine ar fi durat ani de zile. În plus, OPG153 nu fusese luată în considerare până acum pentru dezvoltarea de vaccinuri sau terapii împotriva mpox, iar această abordare ar putea schimba regulile jocului în domeniul sănătății publice.
Legături neașteptate cu alte boli
Mpox este înrudit cu virusul variolei umane, ceea ce sugerează că această descoperire ar putea ajuta și la crearea unor vaccinuri sau terapii mai bune împotriva variolei. Variola rămâne un risc major datorită transmisibilității crescute și mortalității ridicate fără protecție imună, conform datelor Organizației Mondiale a Sănătății.
O strategie care schimbă regulile jocului
Echipa de cercetare lucrează acum la optimizarea proteinei OPG153 și a variantelor sale, pentru a le face mai eficiente și mai ușor de produs decât soluțiile actuale bazate pe virus atenuat. Scopul este ca aceste antigene și terapii cu anticorpi să poată fi testate pe oameni, oferind protecție atât împotriva mpox, cât și a variolei, sprijinind astfel sănătatea globală.
Cercetătorii au utilizat o strategie numită „vaccinologie inversă”. Aceasta implică pornirea de la persoanele care au supraviețuit infecției, izolarea anticorpilor produceți natural și identificarea părții virusului care a acționat ca antigen. Apoi, antigenul a fost proiectat pentru a stimula la șoareci producerea unor anticorpi similari cu cei găsiți la pacienți, ceea ce ar putea contribui la prevenirea și controlul infecțiilor cu virusul mpox.
Universitatea Texas Austin a depus o cerere de brevet pentru utilizarea proteinei OPG153 și a derivaților săi ca antigen de vaccin, iar Fondazione Biotecnopolo di Siena a solicitat un brevet pentru anticorpii care țintesc OPG153. Aceste inițiative sugerează că soluțiile practice sunt deja în lucru și pot avea un impact semnificativ asupra sănătății mondiale.
Descoperirea acestei ținte cu ajutorul inteligenței artificiale ar putea schimba modul în care sunt dezvoltate vaccinurile și terapiile pentru mpox și alte boli similare, oferind speranță pentru soluții mai rapide și mai accesibile în viitor.
