Maailman ensimmäinen tekoälyn suunnittelema rokote voi mullistaa pandemiasuojan

Cambridgen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet tekoälyn avulla täysin uudenlaisen rokotteen, jonka tavoitteena on suojata laajoja virusryhmiä vastaan ja estää tulevia pandemioita. Kyseessä on ensimmäinen kerta, kun rokotteen keskeinen ainesosa on suunniteltu kokonaan tekoälyn avulla ja testattu ihmisillä.

Tekoäly loi rokotteen ”superantigeenin”

Perinteisesti rokotteet suunnitellaan tietyn, jo kiertävän viruskannan perusteella. Tämä tekee niistä haavoittuvia virusten muuntumiselle, minkä vuoksi esimerkiksi korona- ja kausi-influenssarokotteita joudutaan päivittämään säännöllisesti.

Cambridgen tutkijat lähestyivät ongelmaa eri tavalla. He keräsivät valvontaohjelmista peräisin olevia tunnettuja koronavirusten perimäkoodeja – ikään kuin elämän käyttöohjeita – sekä ihmisissä että eläimissä kiertävistä viruksista. Nämä geneettiset tiedot syötettiin tekoälylle, joka analysoi niitä ja suunnitteli niiden pohjalta täysin uuden rakenteen.

Tekoäly loi niin kutsutun ”superantigeenin”, joka on rokotteen ydinosa. Sen tarkoitus on kouluttaa immuunijärjestelmää siten, että se tunnistaa kokonaisen koronavirusperheen – myös sellaiset virukset, joita ei ole vielä edes havaittu tai jotka ovat merkittävästi muuntuneet.

Tavoitteena suoja kaikkia koronaviruksia vastaan

Uusi rokote on suunniteltu toimimaan kaikkia koronaviruksia vastaan. Se kattaisi sekä kaikki tunnetut Covid-19-variantit että eläimissä kiertävät koronavirukset, jotka voivat tulevaisuudessa hypätä ihmiseen ja käynnistää uuden pandemian.

Rokotteiden perusidea on opettaa elimistöä tunnistamaan uhka jo etukäteen, jotta mahdollisen tartunnan sattuessa puolustusreaktio on nopeampi ja tehokkaampi. Ongelmaksi muodostuu kuitenkin se, että monet virukset muuntuvat jatkuvasti ja vaihtavat ikään kuin ”naamariaan”. Tällöin aiemmat rokotteet menettävät tehoaan.

Professori Jonathan Heeney Cambridgen yliopistosta kuvaa nykytilannetta näin: ”Olemme aina askeleen perässä. Nyt yritämme mennä käyrän edelle – niin pitkälle, että voisimme suojautua jo ennen uusia epidemioita tai pandemioita.” Hänen mukaansa tekoälyn avulla suunnitellut antigeenit edustavat perustavanlaatuista muutosta siinä, miten pandemioihin valmistaudutaan.

Ensimmäiset ihmiskokeet: turvallisuus ja immuunivaste

Ensimmäinen kliininen tutkimus tehtiin 39 vapaaehtoisella. Tämän vaiheen päätavoitteena oli arvioida rokotteen turvallisuutta ja sitä, miten ihmisen immuunijärjestelmä reagoi tekoälyn suunnittelemaan superantigeeniin.

Tulokset, jotka julkaistiin Journal of Infection -lehdessä, osoittivat, että rokotteen aiheuttama immuunivaste oli toistaiseksi ”vaatimaton”, mutta tutkijat korostavat, että kyse on vasta varhaisesta vaiheesta. Turvallisuusprofiilia pidetään rohkaisevana, ja teknologia herättää laajaa kiinnostusta.

Seuraavaksi käynnistetään noin 200 ihmisen jatkotutkimus, jossa selvitetään tarkemmin, kuinka vahva ja pitkäkestoinen immuunisuoja voidaan saavuttaa ja miten hyvin rokote todella kattaa eri koronavirusvariantit.

Asiantuntijat: tekoäly on pelinmuuttaja rokotetutkimuksessa

Professori Saul Faust, joka johti osaa kliinisistä kokeista Southamptonin yliopistossa, kuvailee tekoälyn suunnittelua ”todella lupaavaksi” ja ”erittäin jännittäväksi”. Hänen mukaansa teknologia näyttää olevan huomattavasti parempi suunnittelemaan rokotteita tilanteisiin, joissa virukset muuttuvat nopeasti ja joissa potentiaalinen pandemia voi syntyä yllättäen.

Myös Oxford Vaccine Groupin johtaja, professori Andy Pollard, pitää lähestymistapaa merkittävänä. Hän ei osallistunut tutkimukseen, mutta kertoo, että eläinkokeista saatu näyttö on ollut ”fascinoivaa” ja yllättävän vahvaa. Hänen mukaansa varsinainen koe on kuitenkin se, miten ihmisen immuunijärjestelmä – joka on muovautunut vuosien tartuntojen ja rokotusten myötä – vastaa tähän uudenlaiseen rokotteeseen.

Laajemmassa kuvassa Pollard uskoo, että tekoäly tulee olemaan pelinmuuttaja rokotetutkimuksessa. AI-työkalut voivat nopeuttaa kehitystä huomattavasti, ennustaa etukäteen, miten elimistö reagoi rokotteeseen, ja siten pelastaa ihmishenkiä.

Myös National Institute for Health and Care Researchin tieteellinen johtaja, professori Marian Knight, kutsuu AI-suunnitellun superantigeenin onnistunutta koetta ”merkittäväksi harppaukseksi” kohti laajaa ja pitkäkestoista virussuojaa.

Seuraavaksi kohteena influenssa, lintuinfluenssa ja Ebola

Cambridgen tutkimusryhmä ei rajoitu vain koronaviruksiin. He ovat jo käynnistäneet eläinkokeet universaalille kausi-influenssarokotteelle, jonka ei tarvitsisi päivittyä joka vuosi erikseen. Tavoitteena on löytää viruksen osat, jotka pysyvät muuttumattomina, ja suunnitella niihin perustuva superantigeeni.

Lisäksi kehitteillä on rokote H5N1-lintuinfluenssaa vastaan siltä varalta, että tällä hetkellä lintuja laajasti sairastuttava virus muuttuisi ihmisestä toiseen tarttuvaksi ja käynnistäisi uuden pandemian.

Tutkijat tarkastelevat myös rokotetta verenvuotokuumeita aiheuttavia viruksia vastaan, mukaan lukien Ebola-virukset. Kongon demokraattisessa tasavallassa on parhaillaan käynnissä tautiepidemia, jonka aiheuttaa Ebola-viruksen laji, johon ei vielä ole olemassa rokotetta. Tekoälyn avulla pyritään ennakoimaan tällaisia uusia uhkia ja kehittämään suojaa jo ennen laajaa leviämistä.

Tekoälyn rooli tulevaisuuden terveydenhuollossa

Tekoälyn rooli terveydenhuollossa kasvaa nopeasti. Tämä AI-suunniteltu rokote on yksi näkyvimmistä esimerkeistä siitä, miten algoritmit voivat nopeuttaa lääkekehitystä, tunnistaa uusia kohteita ja optimoida rakenteita, joita ihmissilmä ei helposti huomaa.

Samalla tekoäly liittyy myös laajempaan kulttuuriseen ja yhteiskunnalliseen keskusteluun. Viihdemaailmassa esimerkiksi näyttelijä Anthony Headin ura Buffy- ja Ted Lasso -sarjoissa on muistuttanut siitä, miten vahvasti ihmisten tarinat, tunteet ja kokemukset kytkeytyvät teknologian kehitykseen. Samaan aikaan kun tekoäly muuttaa terveydenhuoltoa ja lääketiedettä, se muokkaa myös tapaa, jolla kerromme ja koemme tarinoita.

Tekoälyn suunnittelema superantigeeni ei ole vielä valmis ratkaisu kaikkiin pandemioihin, mutta se tarjoaa uuden strategian: sen sijaan että juostaan virusten perässä, pyritään rakentamaan ennakoiva, mahdollisimman laaja suoja. Jos tulevat tutkimukset vahvistavat nyt nähdyt tulokset, tällaiset rokotteet voivat muodostua keskeiseksi työkaluksi seuraavien vuosikymmenten pandemioiden torjunnassa.

Ei sisällä instagram post:eja