При поддержке искусственного интеллекта международная группа учёных сделала важный первый шаг на пути к созданию более эффективных средств защиты от вируса оспы обезьян (MPXV). Этот вирус может вызывать сильную боль, а в тяжёлых случаях приводить к смерти. Наибольшему риску подвержены дети, беременные женщины и люди с ослабленной иммунной системой.
Исследователи решили полностью пересоздать вакцину против оспы обезьян. Применяя искусственный интеллект, они определили специфический белок на поверхности вируса оспы обезьян (MPXV), который может стать основой для новых высокоэффективных вакцин и лекарств. Соответствующая научная работа была обнародована в издании Science Translational Medicine.
Актуальность этого открытия обусловлена масштабами вспышки 2022 года, когда заболевание распространилось по всему миру, поразив свыше 150 тысяч человек и приведя к почти 500 летальным исходам. Симптоматика включала лихорадочное состояние, характерные кожные высыпания и поражения эпидермиса.
В текущей практике для защиты групп риска используются старые вакцины против натуральной оспы, содержащие ослабленный живой вирус. Их производство отличается высокой сложностью и стоимостью.
«Наша разработка принципиально иная, — пояснил соавтор исследования, профессор молекулярной биологии Техасского университета в Остине Джейсон Маклеллан. — Вместо целого вируса мы предлагаем использовать всего один синтезируемый белок, что значительно упрощает и удешевляет процесс».
Начало работы положили специалисты из Фонда биотехнологического развития Сиены (Италия) Рино Раппуоли и Эмануэле Андреано. Они выделили из крови переболевших и вакцинированных людей 12 антител, способных нейтрализовать MPXV. Однако точный механизм их действия — на какой элемент вируса они направлены — оставался неизвестным.
Для заражения клеток вирусу необходим как минимум один из его поверхностных протеинов. Учёные понимали, что обнаруженные антитела блокируют этот процесс, но не знали, какой именно белок является их мишенью. Поиск этого антигена представлял серьёзную проблему.
Прорыв совершила система искусственного интеллекта AlphaFold 3. Она проанализировала около 35 поверхностных белков вируса, спрогнозировав, какой из них образует наиболее прочную связь с человеческими антителами. Алгоритм указал на белок OPG153, и последующие лабораторные эксперименты полностью подтвердили это предсказание.
«Без технологий ИИ на такое обнаружение ушли бы годы, — отметил один из участников проекта. — Это по-настоящему вдохновляющий результат, поскольку данный белок ранее никогда не рассматривался в качестве цели для нейтрализующих антител или основного компонента вакцины».
Конечной целью исследователей является проведение клинических испытаний разработанных препаратов для профилактики и лечения не только оспы обезьян, но и родственной ей натуральной оспы.