מודלים של בינה מלאכותית (AI) ו"שפת חלבון" יכולים להאיץ את העיצוב של נוגדנים חד שבטיים המונעים או מפחיתים את חומרת זיהומים ויראליים שעלולים לסכן חיים, על פי מחקר רב-מוסדי בראשות חוקרים מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת ונדרבילט.
בעוד הדו"ח שלהם, פורסם ב-4 בנובמבר בכתב העת תָאהמתמקד בפיתוח של תרופות נוגדנים נגד איומים ויראליים קיימים ומתהווים, כולל RSV (נגיף סינציטיאלי נשימה) ונגיפי שפעת העופות, ההשלכות של המחקר הן הרבה יותר רחבות, אמר המחבר המקביל של המאמר, איבלין ג'ורג'ייב, דוקטור.
"מחקר זה הוא אבן דרך מוקדמת וחשובה לקראת המטרה הסופית שלנו – שימוש במחשבים כדי לעצב ביעילות וביעילות ביולוגיות חדשות מאפס ולתרגם אותן למרפאה", אמר ג'ורג'ייב, פרופסור לפתולוגיה, מיקרוביולוגיה ואימונולוגיה, ומנהל תוכנית ונדרבילט במיקרוביולוגיה חישובית ואימונולוגיה.
"לגישות כאלה תהיה השפעה חיובית משמעותית על בריאות הציבור וניתן ליישם אותן על מגוון רחב של מחלות, כולל סרטן, אוטואימוניות, מחלות נוירולוגיות ועוד רבות אחרות", אמר.
Georgiev הוא מוביל בשימוש בגישות חישוביות לקידום טיפול ומניעת מחלות. הוא החוקר הראשי של פרס של עד 30 מיליון דולר מ-Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H) לתמיכה ביישום טכנולוגיית AI שיכולה לפתח נוגדנים חדשים בעלי פוטנציאל טיפולי.
פרי וסדין, דוקטורט, מדען נתונים במעבדת גאורגייב, היה מעורב בכל ההיבטים של המחקר והוא המחבר הראשון של המאמר.
צוות המחקר, שכלל מדענים מרחבי הארץ, אוסטרליה ושוודיה, הראה שמודל שפת חלבונים יכול לעצב נוגדנים אנושיים פונקציונליים המזהים את רצפי האנטיגנים הייחודיים (חלבוני השטח) של וירוסים ספציפיים, מבלי לדרוש חלק מרצף הנוגדנים כתבנית התחלה.
מודלים של שפת חלבון הם סוג של מודל שפה גדול (LLM), אשר מאומן על כמויות עצומות של טקסט כדי לאפשר עיבוד ויצירת שפה. LLMs מספקים את יכולות הליבה של צ'אטבוטים כגון ChatGPT.
על ידי אימון מודל שפת החלבון שלהם MAGE (Monoclonal Antibody Generator) על נוגדנים מאופיינים בעבר נגד זן ידוע של נגיף השפעת H5N1 (שפעת העופות), החוקרים הצליחו ליצור נוגדנים נגד זן שפעת קשור, אך בלתי נראה.
ממצאים אלו מצביעים על כך ש-MAGE "יכול לשמש ליצירת נוגדנים נגד איום בריאותי מתהווה מהר יותר משיטות גילוי נוגדנים מסורתיות", הדורשות דגימות דם מאנשים נגועים או חלבון אנטיגן מהנגיף החדש, סיכמו החוקרים.
מחברים נוספים של ונדרבילט היו אלכסיס ג'אנקה, PhD, Toma Marinov, PhD, גוון ג'ורדאן, אוליביה פאוורס, מתיו ווקוביץ', PhD, קלינטון הולט, PhD, ואלכסנדרה אבו-שמאיס.
מחקר זה מומן, בחלקו, על ידי הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים לבריאות (ARPA-H) ומענקים של המכון הלאומי לבריאות R01AI175245, R01AI152693 ו-1ZIAAI005003. ההשקפות והמסקנות הכלולות במסמך זה הן אלה של המחברים ואין לפרש אותן כמייצגות את המדיניות הרשמית, בין במפורש ובין במשתמע, של ממשלת ארה"ב.
