Un nuovo vaccino progettato con l’intelligenza artificiale, in grado di proteggere intere famiglie di virus, potrebbe cambiare il modo in cui il mondo si prepara a una futura pandemia.
Un team di ricercatori britannici, guidato da scienziati delle università di Cambridge e Southampton nel Regno Unito, ha messo a punto il primo vaccino progettato interamente dall’intelligenza artificiale (IA) e pronto per essere testato sull’uomo.
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“Virus come l’influenza, i coronavirus e il gruppo Ebola si evolvono continuamente e, quando i vaccini arrivano, possono risultare poco adeguati. L’attuale sistema di vaccini ‘reattivi’ fatica a tenere il passo”, ha dichiarato il professor Saul Faust dell’Università di Southampton, principale investigatore della sperimentazione.
Negli ultimi anni si sono verificate numerose epidemie causate da betacoronavirus, la più significativa delle quali ha dato origine alla pandemia di COVID-19. La continua circolazione di questi virus ha favorito mutazioni dei patogeni e la comparsa di nuove varianti.
Consapevole della necessità di vaccini in grado di offrire una protezione più ampia contro le mutazioni pericolose attuali e future, il team ha sviluppato un nuovo tipo di vaccino che promette una protezione duratura contro un’ampia gamma di virus, come Ebola o la famiglia dei coronavirus, anche quando mutano.
“Abbiamo trasformato lo sviluppo dei vaccini: non è più soltanto reattivo, ma orientato al futuro”, ha affermato il professor Jonathan Heeney del Lab of Viral Zoonotics dell’Università di Cambridge, responsabile scientifico della ricerca.
“Abbiamo superato il problema dei vaccini tradizionali, che offrono una protezione limitata. Questo significa che possiamo uscire dal ciclo continuo in cui inseguiamo le varianti del virus che circolano tra gli esseri umani e aggiorniamo i vaccini per provare a raggiungerle, come un cane che si morde la coda.”
Heeney ha aggiunto che questa nuova classe di vaccini universali potrebbe potenzialmente proteggere anche da virus che non sono ancora emersi.
Come è stata utilizzata l’IA?
Per creare questo vaccino, i ricercatori hanno utilizzato una componente attiva progettata interamente dall’IA, nota come ‘super-antigene’.
Si basa su una proteina progettata al computer che imita le caratteristiche comuni a più coronavirus, invece di puntare su un’unica variante specifica. In questo modo può attivare il sistema immunitario dell’organismo contro un’ampia gamma di patogeni che condividono quelle caratteristiche di base.
Il team ha utilizzato tutti i dati disponibili sulle sequenze genetiche dei sarbecovirus, coronavirus zoonotici che circolano soprattutto nei pipistrelli e possono passare all’uomo o ad altri mammiferi, raccolti nei programmi di sorveglianza a livello mondiale. Su queste informazioni è stato applicato il machine learning per creare il super-antigene.
Niente aghi
Un’ulteriore novità è che questo vaccino non richiede l’uso di aghi. Viene somministrato tramite un getto microfluidico che spinge l’antigene direttamente nella pelle attraverso un flusso di liquido ad alta velocità.
I ricercatori sottolineano che questo metodo di somministrazione ne aumenta l’applicabilità a livello globale: riduce i volumi necessari, elimina i rifiuti taglienti e migliora l’adesione alla vaccinazione nei contesti in cui l’uso degli aghi rappresenta un ostacolo.
Vaccini di questo tipo sono in genere più termostabili delle alternative a mRNA e non richiedono una catena del freddo a temperature ultrabasse. Sono quindi particolarmente adatti all’uso nei Paesi a basso e medio reddito e nelle situazioni che richiedono una risposta rapida.
Quali sono i prossimi passi?
Questo primo trial ha coinvolto un numero limitato di partecipanti ed era stato progettato per valutare sicurezza, tollerabilità e risposta immunitaria indotta.
Tra dicembre 2021 e settembre 2023 sono stati vaccinati 39 volontari. Secondo i ricercatori, il vaccino è stato ben tollerato in tutte e quattro le dosi e non sono emerse criticità significative in termini di sicurezza.
“Il notevole successo di questo trial sul ‘super-antigene’ progettato dall’IA segna un passo decisivo nella nostra capacità di garantire una protezione virale ampia e duratura”, ha dichiarato la professoressa Marian Knight, direttrice scientifica del National Institute for Health and Care Research (NIHR) del Regno Unito.
Alla luce di questi risultati, i ricercatori avvieranno ora una sperimentazione clinica di fase 2 per valutare la capacità del vaccino di indurre risposte immunitarie in una popolazione più ampia e diversificata e per confermare che genera un’immunità robusta e ampiamente protettiva.