Η πανδημία του Covid-19 έδειξε πως οι ιοί μπορούν γρήγορα να αναπτύξουν νέους τρόπους να αποφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα, υπονομεύοντας τις προσπάθειές μας να ελέγξουμε την πανδημία. Τώρα, ένα νέο εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης και της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ θα μπορούσε να βοηθήσει στην πρόβλεψη νέων παραλλαγών ενός ιού πριν από την εμφάνισή τους. Το EVEscape, όπως ονομάζεται, μπορεί να προβλέψει μελλοντικές μεταλλάξεις ενός ιού και σε δοκιμές, το σύστημα προέβλεψε με ακρίβεια τις πιο ανησυχητικές και συχνές παραλλαγές του ιού SARS-CoV-2 που εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια της πανδημίας του κορονοϊού.
Οι προβλέψεις του EVEscape αποδείχθηκαν ακριβέστερες από τις πειραματικές προσεγγίσεις, ενώ ήταν ταχύτερες και αποτελεσματικότερες από τις εργαστηριακές δοκιμές. Το εργαλείο εντόπισε επίσης με επιτυχία τις θεραπείες που θα δυσκολεύονταν να θεραπεύσουν τις νέες παραλλαγές. Οι προβλέψεις του εργαλείου ενημερώνουν ήδη τις προσπάθειες παρακολούθησης της πανδημίας. Για περισσότερο από ένα χρόνο, οι ερευνητές δημοσιεύουν ανά δεκαπενθήμερο κατατάξεις των πιο ανησυχητικών νέων στελεχών SARS-CoV-2.
«Υπάρχουν ακόμη χιλιάδες νέα στελέχη που αναδύονται κάθε μήνα – υπερβολικά πολλά για να ελεγχθούν πειραματικά», δήλωσε στο TNW ο Πασκάλ Νότιν, ερευνητής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Το EVEscape μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε γρήγορα το επίπεδο απειλής των νέων στελεχών», πρόσθεσε.
Ο Νότιν και οι συνάδελφοί του έχουν επίσης χρησιμοποιήσει το EVEscape για να προβλέψουν με επιτυχία μεταλλάξεις του HIV και της γρίπης. Τώρα δοκιμάζουν το εργαλείο σε λιγότερο γνωστούς ιούς που θα μπορούσαν επίσης να προκαλέσουν πανδημίες, όπως ο Νίπα και ο αιμορραγικός πυρετός Λάσσα. Στο μέλλον, οι ερευνητές ελπίζουν πως το EVEscape θα συμβάλλει και στην ανάπτυξη εμβολίων. Προς το παρόν, τα εμβόλια και τα φάρμακα δοκιμάζονται έναντι προηγούμενων μεταλλάξεων ενός ιού. Το EVEscape θα μπορούσε να παράγει αξιολογήσεις σχετικά με την εξέλιξη του ιού. Αυτό προσφέρει ελπίδες για μια νέα ισχυρή θεραπεία: εμβόλια που θα είναι ανθεκτικά στις παραλλαγές.
«Υποτιμούμε την ικανότητα των ιών να μεταλλάσσονται όταν βρίσκονται υπό πίεση και έχουν μεγάλο πληθυσμό για να το κάνουν. Οι ιοί είναι ευέλικτοι – είναι σχεδόν σαν να έχουν εξελιχθεί για να εξελίσσονται», εξήγησε η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Ντέμπορα Μαρκς, καθηγήτρια βιολογίας συστημάτων στο Ινστιτούτο Blavatnik του Χάρβαρντ.
Πώς το EVEscape προβλέπει μεταλλάξεις ιών
Το νέο εργαλείο βασίζεται σε ένα παραγωγικό μοντέλο που ονομάζεται EVE (Evolutionary model of Variant Effect). Αρχικά, το EVE αναπτύχθηκε για να προβλέπει τους κινδύνους γενετικών μεταλλάξεων που προκαλούν ασθένειες, όπως ο καρκίνος. Όταν οι ερευνητές διαπίστωσαν πως ο Covid-19 μεταλλασσόταν παρά τις θεραπευτικές αγωγές προσάρμοσαν το μοντέλο τους στον SARS-CoV-2.
Το EVEscape εκπαιδεύεται σε ένα σύνολο δεδομένων που αποτελείται μόνο από αλληλουχίες ιικών πρωτεϊνών και τη δομή τους. Ως αποτέλεσμα, μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιονδήποτε ιό και στην αρχή μιας πανδημίας. Ένα άλλο πλεονέκτημα του EVEscape είναι ο αρθρωτός σχεδιασμός του. Όταν προκύψουν πιο ισχυρά γενετικά μοντέλα, τα τρέχοντα μοντέλα πρόβλεψης καταλληλότητας μπορούν να αντικατασταθούν γρήγορα.
Ο Covid-19 έχει επίσης επεκτείνει τις πιθανές χρήσεις του EVEscape. Η πανδημία παρείχε σημαντικά μαθήματα σχετικά με τις προβλέψεις της τεχνητής νοημοσύνης – και μια τεράστια δεξαμενή δεδομένων. Με αυτόν τον πλούτο πληροφοριών, το EVEscape μπορεί να κάνει εκπληκτικά ακριβείς προβλέψεις για ιούς για τους οποίους έχουμε ελάχιστα δεδομένα. Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί εξαιρετικά πολύτιμο σε μελλοντικές επιδημίες.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature».
ΠΗΓΗ: Engadget
