Σύνοψη
- Ολοκληρώθηκε με επιτυχία η πρώτη φάση κλινικών δοκιμών σε ανθρώπους από το Πανεπιστήμιο του Cambridge για ένα νέο, “καθολικό εμβόλιο” κατά των ιών της ομάδας Sarbeco.
- Είναι η πρώτη φορά στα ιατρικά χρονικά που το ενεργό συστατικό ενός εμβολίου (το υπερ-αντιγόνο) έχει σχεδιαστεί εξολοκλήρου από συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης και Μηχανικής Μάθησης.
- Ο στόχος του εμβολίου είναι η προληπτική προστασία από γνωστές αλλά και μελλοντικές μεταλλάξεις, ξεφεύγοντας από το μοντέλο της συνεχούς ανανέωσης των εμβολίων ανάλογα με την τρέχουσα παραλλαγή.
- Η χορήγηση της δόσης πραγματοποιείται με τη μέθοδο του μικρορευστοποιητή (micro fluid jet) υψηλής πίεσης, καταργώντας πλήρως τη χρήση της παραδοσιακής βελόνας.
Το νέο καθολικό εμβόλιο του Πανεπιστημίου του Cambridge χρησιμοποιεί ένα προηγμένο υπερ-αντιγόνο, σχεδιασμένο αποκλειστικά από συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης, για να προσφέρει ταυτόχρονη προστασία απέναντι σε χιλιάδες παραλλαγές κορωνοϊών. Η κλινική δοκιμή Φάσης 1 σε 39 εθελοντές ολοκληρώθηκε επιτυχώς, επιβεβαιώνοντας την ασφάλεια και την παραγωγή ισχυρής ανοσοαπόκρισης, ενώ η χορήγηση πραγματοποιείται χωρίς τη χρήση συμβατικής βελόνας.
Η παραδοσιακή ανάπτυξη εμβολίων, αν και αποδείχθηκε σωτήρια κατά τη διάρκεια της πανδημίας της νόσου COVID-19, λειτουργεί με μια θεμελιωδώς αντιδραστική λογική. Οι επιστήμονες αναλύουν τον κυρίαρχο ιό που κυκλοφορεί στον πληθυσμό, αναπτύσσουν την αντίστοιχη άμυνα, την παράγουν μαζικά και τη διανέμουν. Ωστόσο, οι ιοί μεταλλάσσονται διαρκώς. Κατά συνέπεια, μέχρι να φτάσει το εμβόλιο στο στάδιο της μαζικής χορήγησης, η αποτελεσματικότητά του συχνά μειώνεται, καθώς ο ιός έχει ήδη αλλάξει μορφή. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει ο Καθηγητής Jonathan Heeney από το Εργαστήριο Ιογενούς Ζωονόσου του Τμήματος Κτηνιατρικής του Cambridge, η διαδικασία αυτή θυμίζει “έναν σκύλο που κυνηγά την ουρά του“.
Η ερευνητική ομάδα, σε συνεργασία με τη spin-out εταιρεία DIOSynVax, αποφάσισε να αλλάξει ριζικά αυτό το παράδειγμα. Αντί να επικεντρωθούν σε μια συγκεκριμένη μετάλλαξη, αξιοποίησαν τις τεράστιες δυνατότητες της Τεχνητής Νοημοσύνης και της Μηχανικής Μάθησης για να αναλύσουν όλα τα διαθέσιμα δεδομένα γενετικής αλληλουχίας των κορωνοϊών της υποομάδας Sarbeco. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν όχι μόνο ο SARS-CoV-2 (που προκαλεί την COVID-19) και ο ιός του SARS, αλλά και πλήθος άλλων ιών που εντοπίζονται σε νυχτερίδες και διαθέτουν την ικανότητα να προσβάλουν τον άνθρωπο στο μέλλον.
Η δομή του υπερ-αντιγόνου
Τα αλγοριθμικά μοντέλα εκπαιδεύτηκαν για να εντοπίσουν τις “διατηρημένες περιοχές” στον γενετικό κώδικα αυτών των ιών. Πρόκειται για τα δομικά εκείνα στοιχεία που παραμένουν σταθερά και αμετάβλητα, ανεξάρτητα από τις επιφανειακές μεταλλάξεις που υφίσταται ο ιός για να αποφύγει το ανοσοποιητικό σύστημα. Συνθέτοντας αυτά τα κοινά χαρακτηριστικά, η Τεχνητή Νοημοσύνη προχώρησε στον σχεδιασμό ενός ενιαίου, συνθετικού αντιγόνου. Το συγκεκριμένο “υπερ-αντιγόνο” αποτελεί τον ενεργό πυρήνα του εμβολίου και έχει τη δυνατότητα να εκπαιδεύει το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα ώστε να αναγνωρίζει και να εξουδετερώνει ολόκληρη την οικογένεια των ιών, συμπεριλαμβανομένων και εκείνων των παραλλαγών που δεν έχουν κάνει ακόμη την εμφάνισή τους.
Είναι η πρώτη φορά στην ιστορία της ιατρικής επιστήμης που ένα ενεργό συστατικό εμβολίου, το οποίο δημιουργήθηκε εξολοκλήρου μέσα από υπολογιστικές προσομοιώσεις, δοκιμάζεται και επιβεβαιώνεται στον ανθρώπινο οργανισμό. Τα αποτελέσματα της μελέτης καταγράφουν μια αδιαμφισβήτητη επιτυχία στην παραγωγή στοχευμένων αντισωμάτων.
Η κλινική δοκιμή φάσης 1 και η τεχνολογία Micro Fluid Jet
Η κλινική δοκιμή Φάσης 1 διεξήχθη σε συνεργασία με το National Institute for Health and Care Research (NIHR) στα εξειδικευμένα ερευνητικά κέντρα του Southampton και του Addenbrooke’s Hospital στο Cambridge. Στη διαδικασία συμμετείχαν 39 υγιείς εθελοντές, ηλικίας από 18 έως 50 ετών.
Ο πρωταρχικός σκοπός μιας δοκιμής Φάσης 1 είναι η επιβεβαίωση της ασφάλειας, και το εμβόλιο αρίστευσε, καθώς δεν καταγράφηκαν σημαντικές παρενέργειες. Παράλληλα, τα δείγματα αίματος των εθελοντών έδειξαν αξιοσημείωτη ανοσοαπόκριση όχι μόνο απέναντι στον γνωστό SARS-CoV-2, αλλά και σε ευρύτερα στελέχη κορωνοϊών που προέρχονται από ζώα.
Μια εξίσου σημαντική τεχνολογική καινοτομία εντοπίζεται στον τρόπο χορήγησης. Το εν λόγω σκεύασμα ανήκει στην κατηγορία των εμβολίων DNA. Αντί για την κλασική υποδόρια ή ενδομυϊκή ένεση, η επιστημονική ομάδα χρησιμοποίησε έναν μικρορευστοποιητή (micro fluid jet). Η συγκεκριμένη συσκευή εκτοξεύει το εμβόλιο μέσα από το δέρμα χρησιμοποιώντας αποκλειστικά υψηλή πίεση υγρού, χωρίς την παρουσία μεταλλικής βελόνας.
Η απουσία βελόνας προσφέρει πολλαπλά πλεονεκτήματα. Αρχικά, εξαλείφει την τρυπανοφοβία, η οποία αποτελεί σοβαρό εμπόδιο προσβασιμότητας για ένα σημαντικό ποσοστό του παγκόσμιου πληθυσμού. Επιπλέον, απλοποιεί δραματικά την υλικοτεχνική υποδομή που απαιτείται για τους μαζικούς εμβολιασμούς σε περιοχές με περιορισμένους ιατρικούς πόρους, ενώ ταυτόχρονα μειώνει ραγδαία την παραγωγή βιολογικών αποβλήτων (μολυσμένες σύριγγες).
Τα επόμενα βήματα: Προς τη Φάση 2 και τις νέες ασθένειες
Αν και τα αποτελέσματα χαρακτηρίζονται εξαιρετικά ελπιδοφόρα, ο δρόμος μέχρι την ευρεία κυκλοφορία του εμβολίου προϋποθέτει επιπλέον δοκιμές. Η επικείμενη Φάση 2 θα περιλαμβάνει ένα πολύ μεγαλύτερο και πιο ετερογενές δείγμα πληθυσμού, προκειμένου να χαρτογραφηθεί με απόλυτη ακρίβεια η συμπεριφορά της ανοσοαπόκρισης σε διαφορετικές ηλικιακές ομάδες και άτομα με ποικίλο ιατρικό ιστορικό.
Το πιο κρίσιμο στοιχείο, ωστόσο, δεν περιορίζεται αποκλειστικά στους κορωνοϊούς. Η τεχνολογία που ανέπτυξε η DIOSynVax, βασισμένη στην αλγοριθμική ανάλυση, αποτελεί μια οριζόντια πλατφόρμα. Ήδη, η εταιρεία αναπτύσσει με την ίδια ακριβώς μέθοδο αντίστοιχα “καθολικά” εμβόλια για ιούς του αιμορραγικού πυρετού (όπως ο Έμπολα) αλλά και για τα πανδημικά στελέχη της γρίπης. Στόχος είναι η δημιουργία μιας παγκόσμιας “ασπίδας”, η οποία θα είναι έτοιμη πριν καν καταγραφεί η πρώτη μαζική μετάδοση από τα ζώα στον άνθρωπο, αποτρέποντας τα lockdown και τη διάλυση των εθνικών οικονομιών.
