Το καθολικό εμβόλιο κατά του κορωνοϊού, σχεδιασμένο από AI, περνά την πρώτη δοκιμή σε ανθρώπους

Το πειραματικό εμβόλιο που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και την εταιρεία DIOSynVax (DVX) Ltd, αποδείχθηκε ασφαλές και δεν προκάλεσε σημαντικές παρενέργειες σε μια μελέτη στην οποία συμμετείχαν 39 υγιείς εθελοντές.

Σε αντίθεση με τα συμβατικά εμβόλια που στοχεύουν συγκεκριμένα στελέχη του ιού, αυτό το εμβόλιο σχεδιάστηκε για να προστατεύει από πολλά μέλη της οικογένειας του κοροναϊού Serbeco. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τον SARS-CoV-2, τον ιό που ευθύνεται για την πανδημία COVID-19, καθώς και το SARS και ορισμένους σχετικούς κορονοϊούς νυχτερίδων που θα μπορούσαν δυνητικά να εξαπλωθούν στους ανθρώπους στο μέλλον.

Οι δοκιμές έδειξαν ότι το εμβόλιο διέγειρε τις ανοσολογικές αποκρίσεις όχι μόνο κατά του SARS-CoV-2 και του SARS, αλλά και έναντι των σχετικών ιών των νυχτερίδων που δεν έχουν ακόμη μολύνει ανθρώπους.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται Journal of Infection.

Τεχνολογία εμβολίων σχεδιασμένη από AI

Η μελέτη σηματοδότησε επίσης ένα άλλο ορόσημο. Ήταν η πρώτη φορά που ένα εμβόλιο του οποίου το δραστικό συστατικό δημιουργήθηκε πλήρως μέσω προσομοίωσης υπολογιστή δοκιμάστηκε σε ανθρώπους.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση για να σχεδιάσουν αυτό που ονόμασαν «υπερ-αντιγόνα». Τα αντιγόνα είναι συστατικά ενός εμβολίου που εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει και να καταπολεμά τις λοιμώξεις.

Αντί να εστιάζει σε ένα μεμονωμένο στέλεχος ιού, το σύστημα AI ανέλυσε γενετικές πληροφορίες από τους κοροναϊούς Surbeco που συλλέχθηκαν μέσω ενός παγκόσμιου προγράμματος επιτήρησης. Χρησιμοποιώντας αυτές τις πληροφορίες, εντόπισε χαρακτηριστικά κοινά σε ομάδες ιών και τα συνδύασε σε ένα ενιαίο αντιγόνο εμβολίου.

Ο στόχος δεν είναι μόνο η δημιουργία προστασίας έναντι γνωστών ιών, αλλά και έναντι μελλοντικών στελεχών που δεν έχουν ακόμη εμφανιστεί.

“Αυτή η δοκιμή αποδεικνύει την ασφάλεια ενός εντελώς νέου τρόπου σχεδιασμού εμβολίων. Η τεχνολογία χρησιμοποιεί ένα “υπερ-αντιγόνο” σχεδιασμένο με AI για να παρέχει μακροχρόνια προστασία έναντι ενός ευρέος φάσματος ιών — όπως η ομάδα του Έμπολα ή η ομάδα του κορωνοϊού Surbeco — ακόμα και όταν μεταλλάσσονται.”

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ίδια στρατηγική θα μπορούσε τελικά να εφαρμοστεί και σε άλλες οικογένειες ιών, συμπεριλαμβανομένου του ιού Έμπολα και του ιού της γρίπης.

Προχωρώντας πέρα ​​από τις συνεχείς ενημερώσεις εμβολίων

Πολλά τρέχοντα εμβόλια, συμπεριλαμβανομένου του εμβολίου για την εποχική γρίπη και του ενημερωμένου εμβολίου για τον COVID-19, έχουν σχεδιαστεί γύρω από στελέχη του ιού που κυκλοφορούν ήδη στους ανθρώπους. Επειδή οι ιοί εξελίσσονται συνεχώς, τα εμβόλια απαιτούν συχνά τακτική αναδιατύπωση και ετήσιες ενημερώσεις.

Ο καθηγητής Jonathan Heaney, από το Εργαστήριο Viral Zoonotics στο Τμήμα Κτηνιατρικής του Πανεπιστημίου του Cambridge, ο οποίος ηγήθηκε της επιστημονικής έρευνας, είπε ότι η νέα προσέγγιση θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση αυτού του προβλήματος.

“Έχουμε μετατρέψει την ανάπτυξη εμβολίων από αντιδραστική σε μελλοντική απόδειξη. Τα εμβόλιά μας θα συνεχίσουν να παρέχουν προστασία έναντι των ιών ακόμη και όταν εξελίσσονται σε νέα στελέχη”, δήλωσε ο Heiney.

Και πρόσθεσε: “Ξεπερνήσαμε το πρόβλημα των παραδοσιακών εμβολίων, τα οποία έχουν περιορισμένη προστασία. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να αποφύγουμε τον συνεχή κύκλο της καταδίωξης των παραλλαγών του ιού που κυκλοφορούν στους ανθρώπους και την ενημέρωση των εμβολίων για να προσπαθήσουμε να τα πιάσουμε σαν την ουρά του σκύλου.”

Στοχεύοντας χαρακτηριστικά που κοινοποιούνται σε μια ολόκληρη οικογένεια ιών, οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα εμβόλια θα παραμείνουν αποτελεσματικά ακόμη και όταν εμφανίζονται νέες παραλλαγές.

Αποτελέσματα κλινικών δοκιμών σε ανθρώπους

Εθελοντές ηλικίας 18 έως 50 ετών έλαβαν το εμβόλιο στις κλινικές ερευνητικές εγκαταστάσεις του Εθνικού Ινστιτούτου Έρευνας Υγείας και Φροντίδας (NIHR) στο Σαουθάμπτον και στο Κέμπριτζ.

Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το University Hospitals Southampton NHS Foundation Trust (UHSFT).

Τα υπερ-αντιγόνα εμβολίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν με διαφορετικές πλατφόρμες χορήγησης εμβολίων. Σε αυτό το πείραμα, οι ερευνητές το παρέδωσαν ως εμβόλιο DNA χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μικρορευστού πίδακα.

Καθώς η διαδικασία δεν απαιτεί βελόνα, μπορεί να προσφέρει μια εναλλακτική λύση για άτομα που αισθάνονται άβολα με τις ενέσεις. Οι ερευνητές πιστεύουν επίσης ότι θα μπορούσε να κάνει τις εκστρατείες εμβολιασμού μεγάλης κλίμακας ευκολότερες και ταχύτερες, ειδικά σε περιβάλλοντα όπου οι παραδοσιακές ενέσεις είναι πιο δύσκολο να χορηγηθούν.

Πριν ξεκινήσουν οι δοκιμές σε ανθρώπους, μελέτες σε ζώα έδειξαν ότι το εμβόλιο θα μπορούσε να δημιουργήσει ισχυρή ανοσία έναντι πολλαπλών κορωνοϊών.

Το εμβόλιο χρειάζεται ακόμη πρόσθετες δοκιμές προτού διατεθεί για δημόσια χρήση. Μια μεγαλύτερη μελέτη φάσης 2 σχεδιάζεται για να αξιολογήσει την ανοσία σε μια μεγαλύτερη και πιο ποικιλόμορφη ομάδα συμμετεχόντων και να επιβεβαιώσει την ικανότητα του εμβολίου να παράγει ισχυρή προστασία ευρέος φάσματος.

Προετοιμαστείτε για μελλοντικές απειλές πανδημίας

Οι επιστήμονες λένε ότι η ανάγκη για ευρεία προστασία από τα εμβόλια παραμένει επείγουσα, επειδή πολλοί δυνητικά επικίνδυνοι ιοί κυκλοφορούν στα ζώα σε όλο τον κόσμο.

«Οι ιοί όπως η γρίπη, ο κορωνοϊός και η ομάδα Έμπολα εξελίσσονται διαρκώς και όταν αναπτύσσονται εμβόλια, μπορούν να αντιστοιχιστούν ελάχιστα — το τρέχον «αντιδραστικό» σύστημα εμβολίων δυσκολεύεται να συμβαδίσει», δήλωσε ο καθηγητής Saul Faust του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον, επικεφαλής ερευνητής της δοκιμής.

Και πρόσθεσε: «Αυτή η νέα κατηγορία καθολικών εμβολίων είναι απροσδιόριστη. Όχι μόνο προστατεύουν από πολλές παραλλαγές ταυτόχρονα, αλλά και από πιθανούς σχετικούς ιούς που δεν έχουν ακόμη εμφανιστεί και εξαπλωθούν στους ανθρώπους.

«Εάν μπορέσουμε να προωθήσουμε την ανάπτυξη και την κλινική χρήση αυτής της νέας κατηγορίας εμβολίων πριν ξεκινήσουν οι εστίες του ιού, εκατομμύρια ζωές θα μπορούσαν να σωθούν, να αποφευχθούν τα lockdown και να σωθούν οικονομίες».

Η καθηγήτρια Marian Knight, Επιστημονική Διευθύντρια του NIHR Infrastructure, περιέγραψε τα ευρήματα ως μια σημαντική ανακάλυψη.

«Η αξιοσημείωτη επιτυχία αυτής της δοκιμής «υπερ-αντιγόνου» σχεδιασμένη από AI σηματοδοτεί ένα πρωτοποριακό άλμα προς τα εμπρός στην ικανότητά μας να παρέχουμε ευρεία, μακροχρόνια προστασία από ιούς».

Πρόσθεσε: «Αυτό το ορόσημο κατέστη δυνατό μόνο μέσω της συνεργασίας μεταξύ του κλάδου των βιοεπιστημών και της παγκόσμιας κλάσης υποδομής NIHR στο Κέμπριτζ και το Σαουθάμπτον, των οποίων οι κλινικές ερευνητικές εγκαταστάσεις παρέχουν την τεχνογνωσία και το περιβάλλον που απαιτούνται για την ασφαλή επιτάχυνση αυτής της καινοτομίας και να την φέρουν ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός για τους ασθενείς».

Οι ερευνητές σημειώνουν ότι ο SARS-CoV-2 και άλλοι κοροναϊοί Sarbeco παραμένουν ανησυχία για τη δημόσια υγεία. Ταυτόχρονα, πολλοί άλλοι ιοί συνεχίζουν να κυκλοφορούν στα ζώα και πιθανώς να εισέρχονται στον άνθρωπο, αν και είναι αδύνατο να προβλεφθεί ποιοι ιοί θα εμφανιστούν στη συνέχεια ή πότε.

Το έργο χρηματοδοτήθηκε αρχικά από την Innovate UK.

Το DIOSynVax, συντομογραφία του Digitally Immune Optimized Synthetic Vaccine, ιδρύθηκε το 2017 ως spinout του Πανεπιστημίου του Cambridge με την υποστήριξη του τμήματος εμπορευματοποίησης του πανεπιστημίου Cambridge Enterprises.

Ο αγωγός ανάπτυξης εμβολίων της εταιρείας περιλαμβάνει υποψήφιους που στοχεύουν την εποχική γρίπη, τις απειλές πανδημικής γρίπης, τους ιούς του αιμορραγικού πυρετού και τους κοροναϊούς, συμπεριλαμβανομένου του SARS-CoV-2.

Ο Jonathan Heaney είναι καθηγητής Συγκριτικής Παθολογίας στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και Μέλος του Κολλεγίου Darwin.