Искусственный интеллект помог найти "революционные" противоядия от змеиных укусов

Прорыв в лечении

Новаторское исследование потенциально меняет правила игры, предлагая перспективную альтернативу традиционным противоядиям. Всемирная организация здравоохранения сообщает, что от укусов ядовитых змей ежегодно страдают от 1,8 до 2,7 миллиона человек, что приводит к примерно 100 000 смертей и оставляет втрое больше людей инвалидностью. Большинство этих случаев случается в Африке, Азии и Латинской Америке, где ограниченная инфраструктура здравоохранения обостряет проблему, сообщает 24 Канал со ссылкой на Nature.

Смотрите также Компания Meta учила свой ИИ на пиратском контенте, взятом с торрентов

Сейчас единственные противоядия, используемые для лечения укусов змей, изготавливаются из плазмы самих животных и часто имеют высокую стоимость, ограниченную эффективность и неблагоприятные побочные эффекты.

Яды также сильно отличаются между собой в зависимости от вида змеи. Это означает, что под каждый случай нужно подбирать индивидуальный метод лечения вместо того, чтобы иметь универсальный способ.

Команда под руководством лауреата Нобелевской премии по химии 2024 года Дэвида Бейкера из Медицинской школы Вашингтонского университета и Тимоти Патрика Дженкинса из Технического университета Дании использовала инструменты глубокого обучения для разработки новых белков, которые связываются с токсинами смертоносной кобры и нейтрализуют их.

Исследование фокусируется на важном классе змеиных белков под названием "трипалые токсины", которые часто являются причиной того, что антияды, созданные на основе животных, не срабатывают. Хотя они еще не защищают от полноценного змеиного яда, который является сложной смесью различных токсинов, уникальных для каждого вида змей, новые молекулы, созданные с помощью искусственного интеллекта, обеспечивают защиту от смертельных доз трипалого токсина у мышей на уровне не менее 80%, а в некоторых случаях и все 100%. Результат зависит от точной дозы, токсина и разработанного белка.

Эти токсины умеют избегать иммунной системы, что делает лечение плазмой неэффективным. Таким образом, это исследование демонстрирует, что ручной дизайн белков с помощью искусственного интеллекта можно использовать для нейтрализации вредных веществ, с которыми раньше было сложно бороться.

Я считаю, что дизайн белков поможет сделать лечение укусов змей более доступным для людей в развивающихся, странах. Созданные нами антитоксины легко обнаружить с помощью только компьютерных методов. Они также дешевые в производстве и устойчивы в лабораторных тестах,
– говорит Сусана Васкес Торрес, автор исследования из лаборатории Бейкера в Институте дизайна белков при UW Medicine.

Ученые считают, что создание белков, которые прилипают к змеиным токсинам и выводят их из строя, может дать несколько преимуществ над традиционными методами лечения. Новые антитоксины можно производить с помощью микробов, обходя традиционную иммунизацию животных и потенциально снижая производственные затраты.

Есть и другие плюсы. Преимуществом этих разработанных белков является то, что они малы - настолько малы, что ученые ожидают, что они лучше будут проникать в ткани и потенциально нейтрализовать токсины быстрее, чем современные антитела. Кроме того, использовании ИИ сокращает время на создание новых лекарств.

Будущие перспективы и более широкое применение

Хотя эти результаты обнадеживают, команда подчеркивает, что традиционные антиотравы будут оставаться краеугольным камнем в лечении укусов змей в обозримом будущем. Новые компьютерно разработанные антитоксины могут сначала стать добавками или укрепителями, которые повышают эффективность существующих методов лечения, пока не будут одобрены самостоятельные методы лечения следующего поколения.

По мнению ученых, подход к разработке лекарств, описанный в этом исследовании, также может быть полезным для многих других заболеваний, которые сегодня не поддаются лечению, в том числе некоторых вирусных инфекций. Поскольку ручной дизайн белков обычно требует меньше ресурсов, чем традиционные лабораторные методы открытия лекарств, существует также потенциал для более быстрого и легкого создания новых, но менее затратных лекарств против распространенных заболеваний с помощью подобного подхода.