Sztuczna inteligencja naśladuje wirusy: przełom w terapii genowej i tworzeniu szczepionek

Zastosowanie sztucznej inteligencji (AI) w biotechnologii otwiera nowe horyzonty dla medycyny. Naukowcy opracowali nanokapsułki przypominające wirusy, które mogą stać się podstawą innowacyjnych podejść w terapii genowej i tworzeniu szczepionek. Przełom ten był możliwy dzięki zespołowi badaczy pod przewodnictwem profesora Sangmina Lee z Postech, wiodącego ośrodka badawczego w Korei Południowej.

Wirusy od dawna przyciągają uwagę naukowców ze względu na swoją wyjątkową zdolność dostarczania materiału genetycznego do komórek gospodarza. Pomimo zagrożenia, jakie stwarzają dla zdrowia, ich strukturę uważa się za idealny model do tworzenia sztucznych nośników genów. Naukowcy postanowili wykorzystać tę naturalną efektywność, tworząc nanokapsułki białkowe, które naśladują funkcje wirusów.

Jednak tradycyjne nanokapsułki okazały się niewystarczająco skuteczne. Ich wielkość ograniczała ilość materiału genetycznego, który można było transportować, a prosta struktura nie pozwalała na wielofunkcyjność. Zespół profesora Li stanął przed tymi wyzwaniami, stosując sztuczną inteligencję do modelowania i tworzenia złożonych, asymetrycznych struktur białkowych, które przypominają naturalne wirusy.

Stosując innowacyjne podejście, naukowcy stworzyli nanokapsułki o kształcie czworościanu, ośmiościanu i dwudziestościanu. Szczególnie widoczna stała się struktura dwudziestościanu o średnicy 75 nanometrów. Ta nanokapsułka jest w stanie przenosić trzy razy więcej materiału genetycznego niż tradycyjne wektory, takie jak wirusy adenowirusowe (AAV). To osiągnięcie otwiera drogę do skuteczniejszego leczenia wielu chorób genetycznych.

Wyniki badań, potwierdzone mikroskopią elektronową, dowodzą wysokiej precyzji tworzenia kapsułek i ich zdolności do dostarczania terapeutycznych genów do komórek. Taki postęp może radykalnie zmienić podejście do leczenia szerokiego spektrum chorób, w tym chorób genetycznych i onkologii.

Przełom ten był możliwy dzięki wsparciu Ministerstwa Nauki i ICT Korei Południowej oraz Instytutu Medycznego Howarda Hughesa. „Wkraczamy w nową erę, w której sztuczna inteligencja pozwala nam tworzyć białka odpowiadające szczególnym potrzebom ludzkości” – podkreśla profesor Li. Wierzy, że badania te przyspieszą rozwój terapii genowych, a także przyczynią się do stworzenia szczepionek nowej generacji i innych innowacji biomedycznych.

Nowe podejście oparte na wykorzystaniu sztucznej inteligencji nie tylko otwiera nowe perspektywy w terapii genowej, ale także pokazuje, w jaki sposób nauka może wykorzystywać modele zaczerpnięte z natury do rozwiązywania kluczowych problemów medycznych.