Израильское исследование открывает новые перспективы для разработки противовирусных препаратов

С помощью искусственного интеллекта и методов синтетической биологии израильские исследователи продемонстрировали открытие молекул РНК, которые могут связываться с несколькими вирусами. Этот метод способен помочь в разработке противовирусных препаратов, которые будут эффективными сразу против разных вирусов. Над проектом работает группа исследователей из университета Технион в Хайфе и университета Бен-Гуриона в Негеве.

Команду учёных возглавили профессор Рон Амит из Техниона и аспирант Ноа Кац (ныне – докторант университета Стэнфорда), а также доктор Ярон Оренштейн и Итамар Трипто из университета Бен-Гуриона, ответственные за применение инструментов искусственного интеллекта.

Профессор Амит объясняет: «Синтетическая биология – это довольно новая область инженерии, использующая естественные процессы и возможности генетического кодирования для новых разработок. А возможности в этой области растут чрезвычайно быстро. Однако перевод исследований в приложения, разработка новых лекарств – дорогостоящая и сложная задача, которая препятствует разработке новых противовирусных препаратов».

«Основная проблема в этом плане, — говорит профессор Амит, — это низкая экономическая выгода противовирусных препаратов, которая объясняется узким спектром их действия. Обычно одно лекарство подходит для лечения только одного вируса – в отличие от антибиотиков, которые являются эффективными сразу против нескольких групп бактерий».

Именно поэтому исследователи из обоих университетов стремятся разработать препараты, которые будут эффективными сразу против нескольких вирусов. Разработанный ими метод под названием OL-ML сочетает в себе синтез ДНК с крупномасштабным генетическим секвенированием, компьютерными исследованиями и анализом зависимости реакции от дозы. Он представляет собой платформу для тестирования действия противовирусных препаратов на вирус.

Этот метод позволяет быстро сканировать огромное количество молекул и проверять, подходят ли они для определённой роли. В основе этого лежит вычислительное обучение и, в частности, использование сетей глубокого обучения. По словам доктора Оренштейна, применение глубокого обучения в геномике привело к удивительным способностям, которые раньше даже трудно было представить. «В своей работе, — говорит он, — мы «обучили» глубокие нейронные сети на десятках тысяч молекулярных образцов, собранных в лаборатории профессора Амита, и сделали точные прогнозы для миллиона образцов, которых не было в исходном эксперименте. Мы смогли быстро сканировать огромное количество последовательностей, которые невозможно было просканировать экспериментально в разумные сроки с помощью доступных сегодня технологий и ресурсов».

Профессор Амит добавляет: «Наше исследование продемонстрировало возможность создавать молекулы РНК, которые будут связываться более чем с одним вирусом – например, с вирусом гриппа и коронавирусом. Молекула, способная связываться с несколькими штаммами вирусов, может лечь в основу нового поколения противовирусных препаратов, которые смогут бороться с новыми вспышками коронавируса, гриппа или других заболеваний».

Для записи на обследование и лечение заполните анкету: