Исследователи используют искусственный интеллект, чтобы сделать лучшую вакцину против гриппа.
Вирус гриппа является особенно неприятной вещью, в немалой степени благодаря тому, что он быстро мутирует. Каждый раз, когда вирус гриппа изменяется, людям становится все труднее развивать иммунитет к другому, уже мутированному вирусу. Даже наша лучшая внешняя защита от гриппа в виде прививки основана на анализе и предположении экспертов о том, какой штамм гриппа или штаммы, скорее всего, будут преобладать в течение будущего сезона гриппа. Иногда ученые правы, так, вакцина этого сезона оказалась относительно хорошей партией для штаммов, находящихся в настоящее время в обращении. Но иногда ученые ошибаются из-за большой вирулентности вируса гриппа. Грипп может привести к огромным потерям, убивая десятки тысяч людей каждый год только в одной стране и приводя к миллиардам рублей расходов на госпитализацию.
Есть ли более точный способ борьбы с гриппом?
Команда Berg, Бостонского фармацевтического завода, работая вместе с французским фармацевтическим гигантом Sanofi, использовала искусственный интеллект и производственное оборудование, для более детального изучения вируса гриппа. Все делается для того, чтобы найти новый способ его предотвращения.
Исследователи брали данные вариации мРНК и концентрации метаболитов и белков из сотен образцов пациентов, подвергшихся воздействию вакцины против гриппа, а затем запускали эту информацию с помощью сложного алгоритма в искусственный интеллект. Таким образом, команда надеется лучше понять биологические процессы, которые вызывают эффективный иммунный ответ на грипп.
Нивен Нарайн, соучредитель и генеральный директор компании Berg, говорит, что такое понимание может помочь создать более точные и, следовательно, более эффективные прививки от гриппа. Это может даже проложить путь к персонализированной профилактике гриппа, когда люди получают индивидуальные вакцины, предназначенные для стимулирования определенной реакции в конкретно их иммунной системе. Это представляло бы радикально иной подход, чем ежегодная задача Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по сбору различных образцов гриппа со всего мира, чтобы понять, какие штаммы включать в ежегодную прививку.
«Работа действительно важна, потому что мы, хотим иметь большую эффективность и защиту от гриппа», – говорит Нарайн, это означает «понять биологию пациентов, на которых будет работать вакцина, нужно обнаружить биомаркер для прогнозирования и тогда процесс работы прививки станет более эффективным».
Мнение других ученых
Другие вирусологи говорят, что более точные вакцины могут стать новым рубежом в борьбе с гриппом.
«Несмотря на то, что у нас есть вакцина, которую мы используем на протяжении десятилетий, мы действительно не знаем, какой именно тип реакции должна вызывать новая вакцина, чтобы дать нам лучшую защиту» – утверждает Ричард Вебби, директор центра Всемирной организации здравоохранения по изучению экологии гриппа в детской исследовательской больнице Святого Иуды. Ричард Вебби входит в группу медицинских работников, которые консультируют ВОЗ, какие штаммы гриппа должны входить в вакцину каждого года. «Любые усилия, направленные на этот вопрос, действительно важны – я бы сказал, что это именно то, что делает Берг», – добавляет Вебби.
Джакко Бун, доцент медицины, специализирующийся на вирусологии гриппа в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, говорит, что связанные с умным разумом усилия, подобные работе Берг, уже выявили новую информацию об иммунном ответе человека на грипп. «Что мы можем обнаружить, и в каких объемах, все встанет на свои места с течением времени» – говорит Бун.
Вебби говорит, что партнерство Берг с Sanofi является причиной для дополнительной уверенности в начале такого благородного дела, которое может изменить весь мир. «Подход машинного обучения позволяет обрабатывать объем данных и измерять многие компоненты иммунного ответа в больших объемах» – говорит он.
Тем не менее, Бун добавляет, что даже в случае успеха работа Берг вряд ли приведет к улучшению вакцин против гриппа для пациентов в течение, по крайней мере, нескольких лет.
Другие исследования
Исследователи описали этот препарат как вакцину против гриппа с добавлением соединения, которое лучше стимулирует иммунную систему человека. Это добавление приводит к образованию большего количества антител против вируса гриппа, чем при традиционной вакцинации, что повышает эффективность вакцины.
Как только ученые из США определили некоторые потенциальные методы лечения, исследователи воссоздали их в лаборатории и проверили их влияние на клетки крови человека. Петровский отметил, что эти тесты показали, что ученые из США не только выбрали хороших кандидатов на лечение, но и фактически нашли соединения, которые превзошли существующие методы лечения. Эти методы лечения, которые они создали, были разработаны и протестированы на животных, чтобы «подтвердить их способность повышать эффективность вакцины против гриппа».
Такое использование ИИ, по мнению Петровского, способно ускорить процесс лечения на десятилетия и сэкономить сотни миллионов рублей. Исследования ведутся 12-месяцев, клинический испытывая в лаборатории США. Эти исследования финансируются Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний, который является частью национальных институтов здоровья. На исследование будет направлено примерно 240 добровольцев, чтобы увидеть, как они реагируют на новую вакцину.
«Мы уже знаем из испытаний на животных, что вакцина обладает высокой степенью защиты от гриппа, превосходя существующие вакцины», – сказал Петровский. «Теперь нам просто нужно подтвердить это на людях».
Это использование ИИ не только облегчает процесс открытия лекарств, но и может найти более оптимальные методы лечения. Используя нейронные сети, имитирующие человеческий мозг, эта технология может обрабатывать гораздо больше информации, чем человеческий мозг.
С тех пор Петровский получил более 10 грантов и дополнений NIH на общую сумму более 50 миллионов долларов США. По его словам, даже по американским меркам это был «экстраординарный результат».
«Я думаю, это потому, что американская система ценит амбициозные, инновационные и футуристические исследования, в то время как австралийские финансирующие органы очень консервативны и финансируют только меня, где результат в значительной степени уже известен», – сказал он.
Представитель NHMRC сказал Business Insider Australia по электронной почте: «заявки на финансирование проектов в области здравоохранения и медицинских исследований подлежат строгой экспертной оценке по опубликованным критериям, чтобы обеспечить прозрачность, честность и справедливость».
Петровский считает, что ИИ может прочно интегрироваться в процесс разработки лекарств в течение следующих 20 лет. В течение следующих трех лет, по его мнению, вакцина его команды может быть доступна для широкой общественности.
«Учитывая необходимость и стремление обеспечить лучшую вакцину против гриппа, это не будет находиться в разработке слишком долго» – заключил он.
Еще одни исследователи используют искусственный разум, чтобы попытаться опередить грипп с других точек зрения. Рони Розенфельд, ученый-компьютерщик из Университета Карнеги-Меллона, использует машинное обучение для прогнозирования распространения гриппа, взяв алгоритм данным из больниц, а также после общения с пациентами в социальных сетях, поиска в Google информацию среди других источников. Большая часть проблемы в работе Розенфельда заключается в том что, чтобы выяснить, как выяснить как будет выглядеть текущая вспышка гриппа, учитывая имеющиеся у него данные. Другими словами, значительная часть прогнозирования гриппа – это выяснение того, где он присутствует в данный момент времени.
Также, центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) уже давно ведут наблюдение за тенденциями гриппа, но в последние годы они поощряют такие группы, как Rosenfeld, за разработку методов прогнозирования. И начиная с прошлого года, CDC начал публиковать количество и статистику прогнозов этих лабораторий (в том числе Розенфельда) в интернете. Это сделано для того, чтобы медицинские работники и обычные граждане могли видеть, где распространен грипп и где он может распространиться в ближайшее время.
Даже с работой Берга и подобными усилиями, люди все еще далеки от универсальной вакцины против гриппа. Но это не означает, что стоит разочаровываться. Так как «Любые исследования в этой области, которые идут с подходом искусственного разума, дали очень много полезного» – добавляет Вебби.
