Cercetătorii au utilizat inteligența artificială pentru a identifica o proteină esențială a virusului mpox, ceea ce poate revoluționa modul în care se dezvoltă vaccinurile și terapiile pentru această boală. Mpox, cunoscut anterior sub numele de variola maimuței, a devenit o problemă de sănătate publică globală, afectând peste 150.000 de persoane în 2022 și provocând aproape 500 de decese.
Această infecție se manifestă prin febră, simptome asemănătoare gripei și erupții cutanate dureroase. Grupurile cele mai vulnerabile includ copiii, femeile însărcinate și persoanele cu sistem imunitar slăbit. În prezent, medicii folosesc vaccinuri care au fost dezvoltate inițial pentru variola umană, dar aceste soluții sunt complicate și costisitoare de produs, deoarece implică utilizarea unui virus întreg, slăbit.
Cercetătorii caută soluții alternative, mai simple, care să nu necesite întregul virus. În acest context, un studiu publicat recent în revista Science Translational Medicine a arătat că utilizarea inteligenței artificiale a accelerat identificarea unei soluții promițătoare pentru prevenirea și tratarea mpox. Echipa de cercetători din Statele Unite și Italia s-a concentrat pe o singură proteină de pe suprafața virusului, numită antigen, care ajută sistemul imunitar să recunoască și să combată virusul.
Virusul mpox are mai multe proteine pe suprafața sa, iar alegerea celei mai potrivite ținte pentru dezvoltarea vaccinului a fost o provocare. Echipa a analizat anticorpii din sângele persoanelor care au avut mpox sau au fost vaccinate. Astfel, cercetătorii de la Fondazione Biotecnopolo di Siena au identificat 12 anticorpi care pot neutraliza eficient virusul. Pasul următor a fost determinarea locului de atașare al acestor anticorpi pe virus. Folosind modelul avansat de inteligență artificială AlphaFold 3, cercetătorii de la Universitatea Texas Austin au analizat aproximativ 35 de proteine virale pentru a găsi cea mai bună țintă.
Modelul a prezis că anticorpii neutralizanți se leagă de o proteină numită OPG153. Experimentele de laborator au confirmat această predicție, arătând că OPG153 este esențială pentru dezvoltarea de vaccinuri și terapii noi. Descoperirea acestei proteine deschide calea pentru crearea unor vaccinuri și terapii cu anticorpi mai ușor de produs și mai eficiente, deoarece o singură proteină este mult mai simplu de obținut decât un virus întreg.
Jason McLellan, profesor de bioștiințe moleculare la Universitatea Texas Austin și coautor al studiului, a subliniat importanța acestei descoperiri. Fără ajutorul inteligenței artificiale, identificarea acestei proteine ar fi durat ani. OPG153, până acum neglijată în dezvoltarea vaccinurilor împotriva mpox, ar putea schimba perspectivele în sănătatea publică.
De asemenea, mpox este înrudit cu virusul variolei umane. Această descoperire poate contribui la dezvoltarea unor vaccinuri sau terapii mai eficiente și pentru variola umană. Variola rămâne o amenințare semnificativă din cauza transmisibilității ridicate și a mortalității fără protecție imună, conform datelor Organizației Mondiale a Sănătății.
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 existente bazate pe virus atenuat. Scopul este ca aceste antigene și terapii cu anticorpi să fie testate pe oameni, oferind protecție împotriva mpox și variolei, contribuind astfel la sănătatea globală.
Cercetătorii au aplicat o strategie numită vaccinologie inversă. Aceasta implică identificarea anticorpilor produși de persoanele care au supraviețuit infecției și determinarea părții virusului care acționează ca antigen. Acest antigen a fost proiectat pentru a stimula la șoareci producerea unor anticorpi similari cu cei găsiți la pacienți, ceea ce poate ajuta la prevenirea infecțiilor cu virusul mpox.
Universitatea Texas Austin a solicitat un brevet pentru utilizarea proteinei OPG153 ca antigen de vaccin. De asemenea, Fondazione Biotecnopolo di Siena a solicitat un brevet pentru anticorpii care țintesc OPG153. Aceste inițiative indică faptul că soluțiile practice sunt deja în dezvoltare și ar putea avea un impact semnificativ asupra sănătății globale.
Descoperirea acestei proteine cu ajutorul inteligenței artificiale ar putea transforma modul în care se dezvoltă vaccinurile și terapiile pentru mpox și alte boli similare, oferind perspective promițătoare pentru soluții mai rapide și accesibile în viitor.