💳 Потрібна європейська картка з лімітом 50к євро? Встановлюй Trustee Plus 👉
Вікторія ГорбікНаукпоп
18 січня 2025, 13:42
2025-01-18
Вчені використовують ШІ, щоб створити революційні білки, які допоможуть у створенні зміїної протиотрути. Чи зможуть вони врятувати від укусів кобр та гадюк
Дослідження вчених доводять, що білки, розроблені з використанням штучного інтелекту (ШІ), можуть протидіяти смертельним токсинам з отрути кобр, гадюк та інших смертоносних змій. Яких результатів досягли науковці.
Дослідження вчених доводять, що білки, розроблені з використанням штучного інтелекту (ШІ), можуть протидіяти смертельним токсинам з отрути кобр, гадюк та інших смертоносних змій. Яких результатів досягли науковці.
«Ми перейшли від „ми навіть цього не змогли“ до перевірки концепції розв’язання реальних проблем», — каже Джозеф Джардін, імунолог із каліфорнійського Scripps Research у Ла-Хойя, як йдеться у матеріалі Nature.
Про проблему
Вже понад століття методи лікування укусів отруйних змій мало змінились. Здебільшого протиотрути засновані на антитілах у сироватці крові, взятій у коней і овець, імунізованих зміїною отрутою. Ці протиотрути довели свою безпечність та ефективність. Проте, як зазначає Хосе Марія Гутьєррес, токсинолог з Інституту Клодоміро Пікадо в Університеті Коста-Ріки в Сан-Хосе, мають недолік — їх має вводити в медичних клініках навчений персонал, що обмежує їх корисність.
Рішення, спочатку не повʼязане зі зміями
Оприлюднюючи наприкінці 2022 року революційну програму білкового дизайну RFdiffusion, комп’ютерний біофізик з Університету Вашингтона в Сіетлі лауреат Нобелівської премії Девід Бейкер разом із колегами з Університету Вашингтона не мав на меті розробку методів лікування зміїних укусів.
Девід Бейкер (Фото Howard Hughes Medical Institute)
Його програма, натхненна ШІ-інструментами DALL-E та Midjourney, показала значні результати у створенні невеликих білків, які міцно зв’язуються з цільовими білки, в тому числі пов’язані з раком і аутоімунними захворюваннями. За словами Бейкера, невеликий розмір білків робить їх простішими та дешевшими у виробництві, ніж звичайні антитіла, і може передати інші переваги, включаючи здатність легше рухатися крізь тканини, щоб потрапити туди, куди вони потрібні.
Всі дороги ведуть до Бейкера
Статтю про білки, створені за допомогою радіочастотної дифузії, прочитав увагу Тімоті Дженкінс, медичний біотехнолог з Технічного університету Данії, який досліджує методи лікування змійових укусів. Він спочатку скептично поставився до показників зв’язування з білками, проте надіслав електронного листа Бейкеру, щоб запитати, чи зацікавить його команда.
Білковий дизайн за допомогою радіочастотної дифузії RFdiffusion (Скрін Nature)
Водночас Сусана Васкес Торрес, біохімік із лабораторії Бейкера зацікавилась розробкою Бейкера та припустила, що радіочастотна дифузія може допомогти покращити лікування зміїних укусів. Зміїна отрута складається з різних білкових токсинів, які викликають параліч і пошкодження тканин. Сусана запитувала Бейкера про протидію сполучних речовин токсинам зміїної отрути, на що розробник RFdiffusion сказав їй, що це «надто важко». Проте згодом він змінив свою думку.
Тестування та використання
Перші тестування в’яжучих речовин Васкес Торрес спробувала, щоб нейтралізувати так звані трипальці токсини, одне з найсмертоносніших сімейств отруйних токсинів, якими володіють кобри та багато інших смертоносних змій, і «все спрацювало одразу».
Проте, випробування вʼяжучі речовини з цілісними отрутами кобр, рівень виживання клітин впав зі 100% до 70%–90%. В першу чергу це повʼязано з тим, що нейтралізації одного компонента отрути, швидше за все, недостатньо, щоб запобігти травмам, що призводять до інвалідності, або врятувати життя.
Приклад набряку кінцівки та некрозу рани після укусу тайванської кобри (Скрін MDPI)
Ліки також не змогли зменшити розмір уражень у мишей, яким вводили отруту чорношиї плюючої кобри (Naja nigricollis), змії, відомої тим, що спричиняють виснажливі пошкодження тканин. Васкес Торрес і Дженкінс уже думають над тим, на які інші сімейства токсинів слід звернути увагу, щоб створити коктейлі вʼяжучих речовин, щоб перешкодити найнебезпечнішим зміям.
Крім того, Сунагар наголосив, що треба дочекатись результатів клінічних випробувань та побачити, як вони поводяться на людях.
Переваги та недоліки
Ірен Халек, науковий співробітник Scripps Research, яка також працює над розробкою нових засобів для лікування зміїних укусів, припустила, що вʼяжучі речовини, ймовірно, не потребуватимуть холодильників чи морозильників, їх можна буде навіть зберігати в ін’єкторі, схожому на EpiPen, що дозволить набагато швидше проводити лікування та рятувати життя та кінцівки. Це особливо важливо у регіонах підвищеної зміїної небезпеки та спекотного клімату, де часто складно швидко дістатись до холодильника.
Приклад EpiPen (Фото Rich Pedroncelli/AP)
Наразі вартість протиотрути, необхідної для лікування одного укусу, може доходити до десятки тисяч доларів, а виробництво займає місяці. В першу чергу складність викликає те, що потрібно потрійно «доїти змій» та збирати кров тварин. За словами Дженкінса, виробництво речовин, створених за допомогою ШІ, займає кілька тижнів.
«І оскільки вони можуть масово вироблятися бактеріями або дріжджами, ціна кінцевого продукту може бути дуже низькою», — говорить він.
Репост новин змушує нас вважати себе розумнішими, але це не так. З лідерами думок теж працює, показує нове дослідження
Обмін новинними статтями з друзями та підписниками в соціальних мережах спонукає людей думати, що вони знають про теми цих статей більше, ніж вони знають насправді. І це працює з активними користувачами Facebook, що ставить під сумнів обізнаність ваших улюблених лідерів думок. Про це свідчить дослідження вчених з Техаського університету в Остіні. До речі, обов’язково покажіть цю статтю своїм друзям і репостніть у соцмережах.