Sztuczna inteligencja pomaga stworzyć skuteczne, tanie i szybkie leczenie ukąszeń przez węże. Ukąszenia węży każdego roku dotykają miliony osób na całym świecie, powodując setki tysięcy zgonów i trwałe niepełnosprawności. W szczególności w regionach z niewystarczającym dostępem do opieki zdrowotnej, takich jak Afryka, Azja i Ameryka Łacińska, ofiary tego problemu są narażone na śmierć lub poważne konsekwencje zdrowotne. Tradycyjne leczenie ukąszeń węży opiera się na surowicach przeciwjadowych. Te mają jednak liczne ograniczenia – wysokie koszty, ryzyko powikłań oraz ograniczoną skuteczność w walce z różnorodnymi toksynami.
Jednak najnowsze badania prowadzone przez laureata Nagrody Nobla w dziedzinie chemii, Davida Bakera, mogą zrewolucjonizować podejście do leczenia ukąszeń. Jego zespół na Uniwersytecie Waszyngtońskim, współpracując z ekspertami z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego, opracował przełomową metodę wykorzystującą sztuczną inteligencję do projektowania białek neutralizujących toksyny węży.
Białka stworzone przez sztuczną inteligencję
W ramach tego innowacyjnego projektu zespół Bakera zaprojektował białka, które wiążą się z jednymi z najgroźniejszych składników jadu kobry. Te toksyny są znane z unikania reakcji układu odpornościowego, co sprawia, że tradycyjne terapie są nieskuteczne. Dzięki sztucznej inteligencji, naukowcy stworzyli białka, które skutecznie neutralizują te toksyny. Osiągnięto wskaźnik przeżywalności na poziomie 80–100% w badaniach na myszach.
„Nasze białka są łatwe do odkrycia za pomocą wyłącznie metod obliczeniowych, tanie w produkcji i charakteryzują się dużą odpornością w testach laboratoryjnych,” mówi David Baker, który przewodził badaniom. To właśnie ta innowacyjna metoda umożliwiła stworzenie tanich, szybkich i bezpiecznych alternatyw dla tradycyjnych surowic.
Zalety nowej technologii
Nowe białka mają również inne istotne zalety – produkowane są przy użyciu mikroorganizmów, co eliminuje konieczność immunizacji zwierząt. Dzięki temu produkcja staje się znacznie tańsza. Co więcej, mały rozmiar tych białek pozwala na ich szybsze przenikanie do tkanek. To oznacza, że mogą one neutralizować toksyny szybciej niż tradycyjne przeciwciała. Zastosowanie sztucznej inteligencji przyspieszyło proces ich odkrywania, skracając czas potrzebny do opracowania skutecznych terapii.
„Najbardziej imponującym wynikiem naszych badań była ochrona przed neurotoksynami, którą zapewniły nasze białka. Te małe białka mają potencjał, by penetrować tkanki lepiej i szybciej niż tradycyjne leki,” komentuje Timothy Patrick Jenkins, jeden z współautorów badania.
Ukąszenia węży – globalny problem, globalne rozwiązanie
Ukąszenia węży są problemem, który dotyka miliony osób na całym świecie. Z danych Światowej Organizacji Zdrowia wynika, że rocznie dochodzi do 1,8–2,7 miliona przypadków ukąszeń, prowadzących do 100 tysięcy zgonów i trzykrotnie większej liczby trwałych niepełnosprawności. W większości przypadków ofiary pochodzą z regionów, gdzie dostęp do tradycyjnych terapii jest mocno ograniczony. Kosztowne i trudne w produkcji surowice przeciwjadowe są obecnie podstawą leczenia. Niestety ich skuteczność jest daleka od ideału, szczególnie w przypadku wielu różnych toksyn węży.
Nowa metoda zaprojektowana przez zespół Bakera może zatem stanowić przełom w leczeniu ukąszeń. Białka zaprojektowane przez sztuczną inteligencję mogą stanowić cenne uzupełnienie istniejących terapii, a także w przyszłości stać się samodzielnym rozwiązaniem. Zespół naukowców podkreśla, że sztuczna inteligencja może w przyszłości pomóc w opracowywaniu terapii także na inne choroby wywoływane przez wirusy i bakterie. To pozwoli oferować tańsze i bardziej dostępne leczenie.
Przyszłość leczenia – AI w medycynie
Sztuczna inteligencja nie tylko zmienia oblicze leczenia ukąszeń węży, ale także otwiera nowe możliwości w medycynie. Projektowanie białek za pomocą AI może stać się nowym standardem w opracowywaniu leków. Te będą dostępne dla szerszej grupy pacjentów, szczególnie w krajach rozwijających się. Dzięki AI, naukowcy mogą skrócić czas potrzebny na opracowanie skutecznych terapii, przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów produkcji.
Nowa metoda może więc nie tylko uratować życie wielu osobom, ale również stać się fundamentem dla przyszłych osiągnięć w medycynie, które przyczynią się do rozwiązania globalnych problemów zdrowotnych.
Źródło: https://interestingengineering.com/science/ai-based-antitoxins-against-cobra-venom
