Skąd możemy wziąć „pomysły” na niestandardowe białka neutralizujące toksyny z jadu węży? Naukowcy postanowili sprawdzić, w jaki sposób radzi sobie z tym sztuczna inteligencja. I — cóż — wychodzi na to, iż „ogarnia” to naprawdę dobrze.
Każdego roku na świecie ukąszenia jadowitych węży powodują śmierć około 100 tysięcy ludzi. Do najbardziej niebezpiecznych toksyn należą tzw. toksyny „trzy palce”, które mogą paraliżować mięśnie, prowadząc do zatrzymania akcji serca i oddechu. Tradycyjne surowice, owszem — są skuteczne, ale i kosztowne, czasochłonne w produkcji i wymagają pozyskiwania jadu węży w dosyć brutalnym i niebezpiecznym procesie.
Jak AI pomaga projektować białka neutralizujące jad?
W badaniu opublikowanym na łamach Nature badacze opisują, jak generatywna sztuczna inteligencja, wykorzystując model o nazwie RFdiffusion, może zaprojektować białka zdolne do wiązania i neutralizowania toksyn z jadu węża. Ów model działaniem przypomina np. DALL-E, jednak nie tworzy grafik, ale molekularne „projekty” białek. Dzięki wcześniejszemu treningowi na bazie znanych struktur AI potrafi składać złożone białka od podstaw, dostosowując je do konkretnego celu – w tym przypadku do unieszkodliwienia toksyn.
W laboratorium badacze wyprodukowali zaprojektowane przez AI białka i przetestowali ich skuteczność na ludzkich komórkach narażonych na jad kobry czarnoszyjej. Wyniki były naprawdę dobre: białka zapobiegły śmierci komórek, a w badaniach na myszach wszystkie testowane zwierzęta przeżyły podanie śmiertelnej dawki toksyn, gdy zastosowano białka opracowane przez AI. Wykorzystanie technologii pozwala więc na szybkie i tanie tworzenie niestandardowych białek, minimalizowanie ryzyka związanego z pozyskiwaniem jadu oraz ulepszanie skuteczności terapii, która może być stosowana na całym świecie.
To jeszcze nie koniec badań
To wręcz ich początek — a już udało się wykazać skuteczność metody. Jednak, by owoce nowej techniki mogły trafić do szpitali, konieczne są dalsze testy, które wykluczą możliwość niepożądanego wiązania białek w ludzkich tkankach. W zespole panuje jednak ostrożny optymizm. Białka można swobodnie dostosowywać do konkretnych toksyn. Produkcja białek projektowanych komputerowo jest tańsza niż tradycyjnych surowic, a także bezpieczniejsza, eliminując potrzebę bezpośredniego obchodzenia się z jadem węży. Wprowadzenie innowacji do użycia zajmie jednak lata, potrzeba optymalizacji produkcji białek na masową skalę. Nie bez znaczenia są wysokie koszty wprowadzenia na rynek, mimo iż sama technika ostatecznie obniży koszty.
Dzięki sztucznej inteligencji mamy nadzieję na skuteczniejsze leczenie i uratowanie tysięcy istnień rocznie. To także dowód na to, jak AI może zmieniać medycynę na lepsze. Trzeba przyznać, iż generatywna sztuczna inteligencja ma naprawdę mnóstwo zastosowań, a to jest zdecydowanie jednym z tych przydatniejszych.
