Výskumníci z Harvardskej univerzity vo svojej novej štúdii predstavujú model EVEscape, nástroj poháňaný umelou inteligenciou, ktorý má potenciál predpovedať pandémie a nové varianty vysokoinfekčných vírusov ešte skôr, ako sa objavia.
Počas pandémie COVID-19 sme sa stretli s niekoľkými variantmi vírusu SARS-CoV-2, pričom každý mal svoj špecifický spôsob, ako obísť náš imunitný systém. V tomto smere by AI model EVEscape mohol pomôcť nielen predpovedať ďalšie vlny vírusov, no pomôcť vedcom pri vývoji vakcín alebo iných spôsobov liečby.
EVEscape sa skladá z dvoch prvkov. Prvým je model evolučných sekvencií, ktorý predpovedá rôzne zmeny, ktorými môže vírus prejsť. Druhým je detailná biologická a štrukturálna informácia vírusu. Spolu tieto dva prvky umožňujú modelu predpovedať, ako sa bude vírus ďalej vyvíjať a ktoré varianty by nám mohli spôsobiť problémy.
Ak by model existoval na začiatku pandémie COVID-19, podľa slov vedcov by dokázal vopred informovať o najčastejších mutáciách a identifikoval by najvážnejšie varianty vírusu. EVEscape však nefunguje len pri COVID-19. Rovnako spoľahlivo dokáže predpovedať aj evolúciu vírusov chrípky a HIV.
Hoci pandémia už je za nami, vírus SARS-CoV-2 ani zďaleka nezmizol. Momentálne vedci využívajú AI model na to, aby sa pozreli do budúcna. Spolu s umelou inteligenciou sa snažia odhaliť varianty, ktoré by nám v budúcnosti mohli spôsobiť problémy. Tieto informácie môžu pomôcť vedcom, ktorí hľadajú efektívnejší liek proti ochoreniu, alebo pracujú na nových očkovaniach. Autori modelu sa snažia doňho zakomponovať aj ďalšie vírusy.
“Chceme vedieť, či dokážeme očakávať aké varianty konkrétneho vírusu sa v budúcnosti objavia. Ak to dokážeme, potom by to mohlo byť mimoriadne dôležité pre vývoj vakcín.,” tvrdí jedna z autorov štúdie, Debora Marks.
Predpovedanie evolúcie vírusov
Výskumníci začali túto prácu modelom EVE, ktorý sa od tohto trošku líšil. Jeho hlavnou úlohou nebolo predpovedanie evolúcie vírusov, ale mutácií génov, ktoré spôsobujú choroby. Model EVE využíva generatívnu technológiu na predpovedanie funkcionality proteínov a zakladá sa na bohatom evolučnom datasete, ktorý zahŕňa niekoľko živočíšnych druhov.
“Umelá inteligencia sa z evolučných dát dokáže naučiť naozaj fascinujúce veci. Tieto informácie v sebe ukrývajú tajomstvá, ktoré čakajú na odhalenie,” vysvetľuje Marks.
Autori štúdie priznávajú, že počas pandémie vírus SARS-CoV-2 mutoval pozoruhodným spôsobom, aby sa dostal za naše lieky a očkovania. V tomto smere priznávajú, že aj vedci častokrát podceňujú schopnosť vecí mutovať, hlavne ak sa ocitnú pod tlakom a majú veľkú populáciu, v ktorej by sa vyvíjali.
“Vírusy sú mimoriadne flexibilné. Zdá sa, akoby sa vyvinuli na to, aby sa mohli ďalej vyvíjať,” hovorí Marks.
Čo sa týka modelu EVEscape, ten momentálne skúšajú na víruse SARS-CoV-2 v reálnom čase. Využívajú všetky dostupné informácie na to, aby zistili ako sa bude ďalej vyvíjať. Ak sa model osvedčí, v budúcnosti možno budeme mať lieky na variantu vírusu, ktorá sa ešte len objaví.
