Революційне дослідження під керівництвом Нобелівського лауреата Девіда Бейкера та Тімоті Патріка Дженкінса представило інноваційні, розроблені AI білки, які можуть нейтралізувати смертельні токсини зміїної отрути, пропонуючи потенціал для безпечнішого, ефективнішого та економічно вигіднішого лікування.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Щорічно від укусів змій гине понад 100 тис. людей, ще більше людей стають інвалідами, і ця трагедія є найгострішою в тих частинах світу, які найменше підготовлені до боротьби з нею: Африці, Азії та Латинській Америці. Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) називає цю хворобу занедбаною тропічною хворобою, що є ввічливим способом сказати, що це катастрофа, яку в основному ігнорує багатий світ. Традиційні протиотрути, хоч і рятують життя, але дорогі і не позбавлені ризиків. Але нове дослідження, опубліковане в журналі Nature, обіцяє сміливий стрибок уперед.
Ця остання інновація належить Девіду Бейкеру – Нобелівському лауреату з хімії 2014 року – та його команді з Вашингтонського університету, а також дослідникам з Технічного університету Данії. Використовуючи штучний інтелект, вони створили білки, які нейтралізують токсини отрути кобри. Вони стверджують, що ці білки можуть бути дешевшими, безпечнішими та ефективнішими, ніж антиотрути, які ми використовуємо сьогодні.
Спочатку трохи контексту. Зміїна отрута є еволюційним дивом – кожен вид змій має свій власний складний коктейль білків та ферментів, який еволюціонував, щоб виводити з ладу здобич за лічені секунди. Ця ж складність є причиною того, що антиотрута є такою складною. Традиційні методи лікування ґрунтуються на введенні тваринам отрути для вироблення антитіл, які потім збирають з їхньої плазми. Цей метод дорогий, тривалий і має багаж алергічних реакцій та мінливу ефективність. Що ще гірше, зміїна отрута значно відрізняється від виду до виду. Протиотрута, яка діє при укусі чорної мамби в Африці, не допоможе жертві крайта в Індії. Вам знадобиться спеціальна протиотрута для кожного регіону, а це надскладне завдання для країн з обмеженими ресурсами охорони здоров’я.
Команда Бейкера використала інструменти глибокого навчання для розробки білків, які спеціально націлені на трипалі токсини, поширений компонент отрути, який особливо добре уникає імунної системи. Ці токсини також є однією з причин, чому традиційні антиотрути часто не спрацьовують.
Ось де стає цікаво: дослідження повідомляє про 80-100% виживання мишей, які отримували розроблені штучним інтелектом білки після впливу смертельних доз токсинів трипалої отрути. Це вражає, але є важливе застереження: ці білки ще не захищають від цільної отрути, яка є складною сумішшю десятків, а іноді й сотень різних токсинів.
Проте, дослідники налаштовані оптимістично. «Антитоксини, які ми створили, легко виявити за допомогою лише комп’ютерних методів. Вони також дешеві у виробництві і стійкі в лабораторних тестах», – сказав Бейкер. Його колега Тімоті Патрік Дженкінс відзначив ще одну потенційну перевагу: ці білки досить малі, щоб ефективніше проникати в тканини, потенційно нейтралізуючи токсини швидше, ніж традиційні антитіла.
Хоча ці результати обнадіюють, вони не є чарівною пігулкою. Для початку, ми все ще далекі від заміни традиційних антитіл. Білки, розроблені AI, можуть доповнювати існуючі методи лікування, підвищуючи їхню ефективність, але вони ще не готові до самостійного використання. Крім того, стрибок від мишей до людини завжди великий, особливо коли йдеться про щось настільки смертоносне і мінливе, як зміїна отрута.
А ще є ширше питання про AI в медицині. Легко захопитися ідеєю, що алгоритми можуть вирішити все, але реальність рідко буває такою охайною. Розроблені тут білки не з’явилися повністю сформованими на комп’ютері – вони все ще потребували лабораторних випробувань, доопрацювання та багато людського досвіду. AI – це інструмент, а не чудотворець.
Що по-справжньому захоплює, так це потенціал цього підходу, який може вийти за рамки укусів змій. Дизайн білків може допомогти у боротьбі з хворобами, які сьогодні не піддаються лікуванню, зокрема з деякими вірусними інфекціями та іншими станами, пов’язаними з токсинами. Оскільки ці білки можна виробляти за допомогою мікробів, вони, ймовірно, будуть дешевшими і простішими у виробництві, ніж традиційні ліки, що може змінити правила гри в умовах обмежених ресурсів.
Це дослідження є багатообіцяючим кроком вперед, але це лише крок. Протеїни, розроблені штучним інтелектом, не вилікують світову кризу зміїних укусів за одну ніч, але вони натякають на майбутнє, в якому ми зможемо розробляти кращі ліки швидше і дешевше. І це варте того, щоб радіти.
Якщо вам цікаві статті та новини про авіацію та космічну техніку — запрошуємо вас на наш новий проєкт AERONAUT.media.
Читайте також: