Одной из главных проблем современной иммунологии и эпидемиологии являются быстрая мутация патогенов и статическая природа существующих вакцин, что делает последние менее эффективными в отношении высокомутагенных возбудителей. Традиционные стратегии вакцинации зачастую не успевают за эволюцией вирусных патогенов, что ставит глобальную систему здравоохранения перед лицом постоянных и растущих угроз.
«Вирусы гриппа, коронавирусы и вирусы группы Эбола непрерывно мутируют. К тому моменту, когда новые вакцины становятся широко доступными, они могут обладать сниженным защитным эффектом против циркулирующих штаммов. Существующая «реактивная» система вакцинации не справляется с этим темпом», — отметил профессор Саутгемптонского университета Сол Фауст, соавтор инициативы.
В ответ на этот вызов ученые из Кембриджского и Саутгемптонского университетов разработали первую в мире универсальную вакцину, полностью спроектированную с помощью искусственного интеллекта (ИИ). Она обеспечивает длительную защиту против широкого спектра вирусов, таких как Эбола или группа коронавирусов, независимо от их мутации. Данная вакцина уже успешно прошла клинические испытания. Профессор Джонатан Хини, руководитель лаборатории вирусных зоонозов Кембриджского университета и научный руководитель исследования, отметил, что новый класс универсальных вакцин потенциально защитит людей даже от тех вирусов, которые еще не были выявлены.
Целью исследования было создание универсальной вакцины, обеспечивающей широкий и длительный иммунный ответ не только против уже известных штаммов, но и против новых генетических вариантов, которые могут появиться в будущем. Этот подход существенно отличается от принципов разработки традиционных вакцин, которые, как правило, адаптированы к конкретному штамму или его отдельному варианту.
В основе исследования лежал созданный искусственным интеллектом так называемый «суперантиген» — сконструированный белок, воспроизводящий общие структурные признаки, характерные для различных штаммов коронавируса. Вместо нацеливания на один конкретный штамм, он активирует иммунную систему и направляет иммунный ответ против широкого спектра патогенов, обладающих этими общими характеристиками.
Используя алгоритмы машинного обучения, ученые проанализировали базу данных генетических последовательностей сарбековирусов (Sarbecovirus — подрод рода Betacoronavirus, известный как возбудитель респираторных вирусов, включая SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2/COVID-19). Эти вирусы в основном циркулируют среди летучих мышей, однако при определенных условиях могут передаваться людям и другим млекопитающим. На основе полученных данных был создан антиген, способный активировать иммунную систему в широком масштабе и формировать иммунный ответ против обширного спектра вирусов, невзирая на их дальнейшую генетическую эволюцию.
Инновационным является и метод введения вакцины. Вместо традиционной иглы используется микрофлюидная потоковая система, с помощью которой антиген вводится в кожу струей жидкости под высоким давлением. Данная технология сокращает количество медицинских отходов, повышает доступность вакцинации и особенно важна для стран с низким и средним уровнем дохода, где инфраструктура «холодовой цепи» зачастую неисправна.
В первой фазе клинических исследований, проходивших с декабря 2021 по сентябрь 2023 года, приняли участие 39 добровольцев. Значительных или серьезных побочных эффектов с точки зрения безопасности вакцины зафиксировано не было. В ближайшем будущем ученые планируют начать вторую фазу клинических испытаний.
Данное достижение представляет собой важный прогресс на пути замены модели «пассивной» иммунизации «проактивной», ориентированной на будущее стратегией. Результаты последующих клинических исследований определят практическую значимость этой инновационной технологической платформы и её потенциал сыграть ключевую роль в предотвращении и контроле будущих пандемий.
Источник: euronews.com
