Gli scienziati hanno usato l'IA per progettare un vaccino contro varianti dell'influenza aviaria, una svolta per la biosicurezza nazionale e per sistemi sanitari resilienti.
Gli scienziati dell'Università di Cambridge hanno sviluppato un nuovo vaccino basato sull'intelligenza artificiale che prende di mira più ceppi di influenza aviaria con una sola somministrazione, invece di offrire immunità a un'unica variante. Secondo loro, l'iniezione potrebbe proteggere anche da varianti che non sono ancora emerse.
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Il vaccino fa parte di una nuova generazione di vaccini che colpiscono più ceppi dello stesso virus, con l'obiettivo di prepararsi meglio alle future emergenze sanitarie, comprese quelle legate a minacce al momento sconosciute.
"Invece di fornire immunità a una singola variante di influenza aviaria, il nostro nuovo vaccino ad ampio spettro protegge da un'enorme gamma di varianti", ha dichiarato Jonathan Heeney, del Laboratorio di zoonosi virali dell'Università di Cambridge, che ha guidato il lavoro.
"È progettato per anticipare l'evoluzione del virus, invece di reagire a posteriori", ha aggiunto.
Lo studio, pubblicato su Cell Reports Medicine (fonte in inglese), ha rilevato che il nuovo vaccino offre una protezione più ampia e tassi di sopravvivenza superiori rispetto ai vaccini candidati standard che prendono di mira un solo ceppo, attualmente accumulati in scorte per la preparazione a una pandemia.
Come i coronavirus che hanno causato il COVID-19 e molte altre malattie infettive emergenti, l'influenza aviaria è un virus a RNA. I virus a RNA rappresentano una minaccia particolare per la salute umana perché possono mutare rapidamente in nuovi ceppi che passano dagli animali all'uomo e sfuggono ai nostri sistemi immunitari, e alla protezione offerta dai vaccini esistenti.
L'attuale preparazione alle pandemie si basa sull'accumulo di vaccini contro singole varianti virali che sono già emerse. Secondo gli autori, questi vaccini di nuova generazione cambiano le carte in tavola per la biosicurezza nazionale e per sistemi sanitari pubblici più resilienti.
"Possiamo essere pronti a rispondere immediatamente a epidemie e pandemie virali, invece dell'attuale scenario in cui siamo sempre in ritardo e rispondiamo con un ceppo che nel frattempo sarà cambiato", ha detto Heeney.
Vaccini di nuova generazione
I ricercatori hanno raccolto i dati delle sequenze genetiche dei virus dell'influenza aviaria registrati dai programmi di sorveglianza in tutto il mondo, inclusi campioni da fauna selvatica, bestiame e persone contagiate dall'influenza aviaria.
Hanno utilizzato algoritmi computazionali ed evolutivi per progettare cinque antigeni sintetici ottimizzati con l'AI, che rappresentano la diversità globale dei virus dell'influenza aviaria e aiutano a impedire al virus di eludere la protezione immunitaria.
L'ingrediente attivo di un vaccino, chiamato antigene, stimola il sistema immunitario dell'organismo a produrre una risposta protettiva. In questo modo il corpo viene addestrato a contrastare future infezioni causate da un agente patogeno che contiene quello specifico antigene.
"L'uso dell'AI accelera enormemente il processo di progettazione dei vaccini, e poi possiamo testare in laboratorio i vaccini candidati per assicurarci che siano solidi e sicuri", ha dichiarato Heeney.
Nel nuovo studio il vaccino ha protetto completamente topi e furetti da una serie di varianti geneticamente distinte del virus che causa l'influenza aviaria, tutte responsabili di infezioni umane e considerate potenziali minacce pandemiche. Solo metà degli animali è sopravvissuta all'esposizione agli stessi virus quando è stata immunizzata con l'attuale vaccino contro l'influenza aviaria dell'Organizzazione mondiale della sanità.
Il passo successivo è testare il nuovo vaccino contro l'influenza aviaria in sperimentazioni cliniche sull'uomo, per renderlo disponibile in caso di focolaio e per estendere il nuovo approccio ai vaccini contro l'influenza stagionale e ad altri virus a RNA che evolvono rapidamente.
Sviluppato dall'Università di Cambridge e dalla sua società DIOSynVax Ltd, questo è l'ultimo di una serie di nuovi vaccini il cui principio attivo è progettato per offrire una protezione duratura contro migliaia di varianti virali con un solo vaccino.
All'inizio di quest'anno il gruppo ha sviluppato il primo vaccino progettato interamente con l'AI a essere testato sull'uomo, che offre una protezione duratura contro un'ampia gamma di virus, come Ebola e i membri del gruppo dei coronavirus, anche mentre mutano.