یک واکسن جدید طراحیشده با هوش مصنوعی که قادر است از کل خانوادههای ویروسها محافظت کند، میتواند نحوه آمادهسازی جهان برای همهگیریهای آینده را دگرگون کند.
تیمی از پژوهشگران بریتانیایی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه های کمبریج و ساوتهمپتون در بریتانیا، نخستین واکسنی را توسعه داده اند که به طور کامل با استفاده از هوش مصنوعی (AI) طراحی شده و قرار است روی انسان آزمایش شود.
آگهی
آگهی
سول فاوست، استاد دانشگاه ساوتهمپتون و پژوهشگر اصلی این کارآزمایی، گفت: «ویروس هایی مثل آنفلوانزا، کروناویروس ها و گروه ابولا به طور مداوم در حال تغییر و تکامل هستند و تا زمانی که واکسن ها عرضه می شوند، ممکن است دیگر همخوانی خوبی نداشته باشند؛ نظام کنونی واکسن های واکنشی به سختی میتواند خود را با این سرعت تغییرات هماهنگ کند.»
در سال های اخیر چندین شیوع ناشی از بتاکروناویروس ها رخ داده که مهم ترین آن ها همه گیری کوویدـ۱۹ بوده است. ادامه گردش این ویروس ها باعث شده عوامل بیماری زا جهش پیدا کنند و گونه های جدیدی به وجود بیاید.
با درک ضرورت ساخت واکسن هایی که بتوانند هم در برابر جهش های خطرناک کنونی و هم آینده پوشش گسترده تری ایجاد کنند، این تیم نوع جدیدی از واکسن را طراحی کرده که در برابر طیف وسیعی از ویروس ها، مانند ابولا یا گروه کروناویروس ها، حتی در صورت جهش، محافظتی پایدار فراهم می کند.
جاناتان هینی، استاد آزمایشگاه بیماری های ویروسی مشترک انسان و حیوان در دانشگاه کمبریج و مسئول علمی این پژوهش، گفت: «ما روند توسعه واکسن را از یک روند واکنشی به روندی آینده نگر تبدیل کرده ایم.»
او افزود: «مشکل واکسن های سنتی را که دامنه محافظتی محدودی دارند، پشت سر گذاشته ایم. این یعنی میتوانیم از چرخه بی پایان تعقیب گونه های در گردش ویروس در میان انسان ها و به روز کردن واکسن ها برای آن که تلاش کنیم خود را به آن ها برسانیم، خارج شویم؛ مثل سگی که دم خودش را دنبال می کند.»
هینی افزود این رده جدید از واکسن های جهانی بالقوه میتواند در برابر ویروس هایی که هنوز بروز نکرده اند نیز از انسان ها محافظت کند.
چطور از هوش مصنوعی استفاده کردند؟
برای ساخت این واکسن، پژوهشگران از یک جزء فعال استفاده کردند که به طور کامل توسط هوش مصنوعی طراحی شده و «ابرـآنتی ژن» نام دارد.
در این واکسن از پروتئینی استفاده شده که با کمک رایانه طراحی شده و به جای هدف قرار دادن یک سویه مشخص، ویژگی های مشترک چندین کروناویروس را تقلید می کند و به این ترتیب، دستگاه ایمنی بدن را برای مقابله با طیف گسترده ای از عوامل بیماری زا با همان ویژگی های پایه، فعال می کند.
این تیم از همه داده های موجود توالی ژنتیکی درباره کروناویروس های ساربکو ـ ویروس های زئونوزی که عمدتا در خفاش ها در گردش اند و میتوانند به انسان ها یا دیگر پستانداران منتقل شوند ـ که در برنامه های پایش در سراسر جهان ثبت شده بود، استفاده کرد و سپس با به کارگیری یادگیری ماشین، ابرـآنتی ژن را ساخت.
بدون نیاز به سوزن
یکی دیگر از جنبه های نوآورانه این واکسن آن است که برای تزریق به سوزن نیاز ندارد. آنتی ژن از طریق یک جت میکروسیالی تزریق میشود که آن را با جریان پرسرعت مایع مستقیما وارد پوست می کند.
پژوهشگران تاکید کردند این روش تزریق با کاهش حجم مورد نیاز، حذف پسماند ناشی از سوزن و سرنگ و بهبود پذیرش در محیط هایی که استفاده از سوزن مانعی جدی است، قابلیت به کارگیری جهانی واکسن را افزایش میدهد.
این گونه واکسن ها معمولا از همتایان mRNA خود پایداری دمایی بیشتری دارند و به زنجیره سرد فوق العاده نیاز ندارند؛ موضوعی که آن ها را برای استفاده در کشورهای کم درآمد و با درآمد متوسط و نیز در سناریوهای واکنش سریع مناسب میکند.
گام های بعدی چیست؟
این نخستین کارآزمایی شامل شمار کمی از داوطلبان بود و با هدف ارزیابی ایمنی، تحمل پذیری و پاسخ ایمنی ایجادشده طراحی شد.
بین دسامبر ۲۰۲۱ تا سپتامبر ۲۰۲۳، ۳۹ داوطلب این واکسن را دریافت کردند. به گفته پژوهشگران، واکسن در هر چهار دوز به خوبی تحمل شد و هیچ نگرانی جدی در مورد ایمنی گزارش نشد.
ماریان نایت، استاد و مدیر علمی موسسه ملی پژوهش سلامت و مراقبت بریتانیا (NIHR)، گفت: «موفقیت چشمگیر این کارآزمایی ابرـآنتی ژن طراحی شده با هوش مصنوعی، جهشی تعیین کننده در توانایی ما برای فراهم کردن حفاظت گسترده و پایدار در برابر ویروس هاست.»
پس از این نتایج موفق، پژوهشگران اکنون کارآزمایی بالینی فاز دو را آغاز خواهند کرد تا توانایی واکسن را برای برانگیختن پاسخ های ایمنی در جمعیتی گسترده تر و متنوع تر بسنجند و تایید کنند که ایمنی نیرومند و گسترده ای ایجاد میکند.