Разработанная с помощью ИИ вакцина показала безопасность и иммунный ответ в первых испытаниях
Вакцины против быстро мутирующих вирусов обычно приходится регулярно обновлять, чтобы они соответствовали новым вариантам возбудителей. Однако группа исследователей из Кембриджского университета представила новый подход, который может изменить эту практику. Учёные разработали платформу для создания вакцин с использованием вычислительного моделирования и искусственного интеллекта, способную обеспечивать защиту сразу от целых семейств вирусов, а не от отдельных штаммов.
Разработка, созданная специалистами Кембриджского университета совместно с компанией DIOSynVax (DVX) Ltd, достигла важного этапа: первая клиническая фаза испытаний на людях показала безопасность препарата и способность вызывать иммунный ответ. В рамках исследования была протестирована универсальная вакцина против коронавирусов группы сарбековирусов, к которой относятся как вирус SARS-CoV-2, вызвавший пандемию COVID-19, так и возбудитель атипичной пневмонии SARS.
В испытании первой фазы приняли участие 39 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 50 лет. Исследование проводилось в клинических исследовательских центрах Национального института исследований здравоохранения и ухода Великобритании в Саутгемптоне и Кембридже. Участникам вводили ДНК-вакцину с помощью безыгольной микроструйной системы доставки препарата.
Основой вакцины стал разработанный с применением искусственного интеллекта так называемый «суперантиген». Он предназначен для того, чтобы стимулировать иммунную систему распознавать общие особенности различных вариантов вирусов, включая те, которые ещё не появились среди людей. По словам руководителя исследования Джонатана Хини, новая технология позволяет создавать вакцины на опережение, а не разрабатывать их уже после появления новых вариантов вирусов. Он отметил, что такие препараты смогут сохранять эффективность даже по мере возникновения новых мутаций.
Результаты испытаний показали, что у участников сформировался иммунный ответ не только против SARS-CoV-2 и вируса SARS, но и против родственных коронавирусов летучих мышей, которые потенциально способны передаваться человеку. Это свидетельствует о возможности создания защиты от будущих вспышек заболеваний, вызванных пока неизвестными вирусами.
Для проектирования вакцин исследователи использовали методы машинного обучения и генетические данные вирусов, собранные международными программами эпидемиологического наблюдения. Алгоритмы анализировали большое количество вирусных последовательностей и выделяли общие элементы, характерные для целых вирусных семейств. На основе этих данных создавались антигены, которые могут обеспечивать более широкий иммунный ответ по сравнению с традиционными вакцинами.
В отличие от существующих препаратов, которые обычно разрабатываются против уже циркулирующих штаммов и требуют обновления при появлении новых вариантов, новая технология направлена на создание превентивной защиты. Дополнительным преимуществом может стать безыгольная система введения, которая способна упростить массовые кампании вакцинации.
Перед началом испытаний на людях команда провела серию исследований на животных. Эти эксперименты показали выраженный иммунный ответ против различных типов коронавирусов, что стало основанием для перехода к клиническим испытаниям.
Учёные также считают, что предложенный подход можно адаптировать для борьбы не только с коронавирусами. В перспективе аналогичные вакцины могут быть разработаны против вирусов Эбола, гриппа и других опасных патогенов. Главная цель заключается в создании препаратов, способных защищать сразу от целых линий вирусов, а не от отдельных их разновидностей.
По словам исследователя Сола Фауста, новая технология позволяет преодолеть одно из главных ограничений традиционных вакцин — их сравнительно узкую направленность. Он отметил, что это может избавить медицину от постоянной необходимости догонять новые варианты вирусов и регулярно обновлять состав препаратов.
Несмотря на обнадёживающие результаты, до практического применения ещё предстоит пройти несколько этапов. Учёные планируют провести более масштабные испытания второй фазы с участием большего числа людей из различных групп населения. Эти исследования должны подтвердить эффективность иммунной защиты и определить, насколько долго она сохраняется.
Если дальнейшие испытания окажутся успешными, новая платформа сможет значительно сократить необходимость постоянной переработки вакцин и повысить готовность человечества к будущим эпидемиям, вызванным новыми или ранее неизвестными патогенами.
Исследование в журнале Journal of Infection.