Znanstveniki so prvič uspešno preizkusili univerzalno cepivo proti koronavirusu, ki ga je zasnovala umetna inteligenca, na ljudeh in ugotovili, da je varno in dobro prenašano.

Cepivo je sprožilo imunski odziv proti več koronavirusom, vključno s SARS-CoV-2, SARS in sorodnimi virusi netopirjev s pandemičnim potencialom. Z usmerjanjem značilnosti, ki so skupne celotni družini virusov, si prizadeva zagotoviti zaščito tudi med razvojem virusov.

Nova vrsta univerzalnega cepiva proti koronavirusu je prestala prvo klinično preskušanje na ljudeh, kar pomeni pomemben korak k širši zaščiti pred prihodnjimi izbruhi virusa.

Eksperimentalno cepivo, ki so ga razvili raziskovalci na Univerzi v Cambridgeu in univerzitetno podjetje DIOSynVax (DVX) Ltd, se je v študiji, v kateri je sodelovalo 39 zdravih prostovoljcev, izkazalo za varno in ni povzročilo pomembnih stranskih učinkov.

Za razliko od običajnih cepiv, ki ciljajo na specifične seve virusov, je bilo to cepivo zasnovano za zaščito pred več člani družine koronavirusov Sarbeco. Ta skupina vključuje SARS-CoV-2, virus, odgovoren za pandemijo COVID-19, pa tudi SARS in več sorodnih netopirskih koronavirusov, ki bi se v prihodnosti lahko prenesli na ljudi.

Poskus je pokazal, da cepivo spodbuja imunski odziv ne le proti SARS-CoV-2 in SARS, temveč tudi proti sorodnim virusom netopirjev, ki še niso okužili ljudi.

Ugotovitve so bile objavljene v reviji Journal of Infection .

Tehnologija cepiv, zasnovana z umetno inteligenco

Študija je pomenila še en mejnik. To je bilo prvič, da je bilo cepivo, katerega aktivna sestavina je bila v celoti ustvarjena z računalniškimi simulacijami, testirano na ljudeh.

Raziskovalci so s pomočjo umetne inteligence in strojnega učenja zasnovali tako imenovani "superantigen". Antigen je komponenta cepiva, ki imunski sistem uči prepoznavanja okužb in boja proti njej.

Namesto da bi se osredotočil na en sam sev virusa, je sistem umetne inteligence analiziral genetske informacije koronavirusov Sarbeco, zbrane prek programov nadzora po vsem svetu. S pomočjo teh informacij je prepoznal značilnosti, skupne celotni skupini virusov, in jih združil v en sam antigen cepiva.

Cilj je ustvariti zaščito ne le pred znanimi virusi, temveč tudi pred prihodnjimi sevi, ki se še niso pojavili.

"Ta preizkus dokazuje varnost povsem novega načina oblikovanja cepiv. Tehnologija uporablja 'superantigen', ki ga je zasnovala umetna inteligenca, za zagotavljanje trajne zaščite pred širokim spektrom virusov – na primer skupino Ebola ali skupino koronavirusov Sarbeco - tudi ko mutirajo."

Raziskovalci verjamejo, da bi se ista strategija sčasoma lahko uporabila tudi za druge družine virusov, vključno z virusi ebole in virusi gripe.

Prehod preko stalnih posodobitev cepiv
Številna trenutna cepiva, vključno s cepivi proti sezonski gripi in posodobljenimi cepivi proti COVID-19, so zasnovana okoli sevov virusa, ki že krožijo med ljudmi. Ker se virusi nenehno razvijajo, je treba cepiva pogosto redno preoblikovati in letno posodabljati.

Profesor Jonathan Heeney iz Laboratorija za virusne zoonotike na Oddelku za veterinarsko medicino Univerze v Cambridgeu, ki je vodil znanstveno raziskavo, je dejal, da bi novi pristop lahko pomagal rešiti ta problem.

»Razvoj cepiv smo spremenili iz reaktivnega v prihodnost pripravljenega. Naša cepiva bodo še naprej zagotavljala zaščito pred virusi, tudi ko bodo mutirali v nove seve,« je dejal Heeney.

Dodal je: »Premagali smo problem tradicionalnih cepiv, ki imajo omejeno zaščito. To pomeni, da se lahko izognemo nenehnemu ciklu lovljenja različic virusa, ki krožijo med ljudmi, in posodabljanja cepiv, da bi poskušali dohiteti zaostanek, kot pes lovi svoj rep.«

Raziskovalci upajo, da bo cepivo, ki cilja na značilnosti, ki jih ima celotna družina virusov, ostalo učinkovito, tudi ko se bodo pojavile nove različice.

Rezultati kliničnih preskušanj pri ljudeh
Prostovoljci, stari med 18 in 50 let, so cepivo prejeli v kliničnih raziskovalnih ustanovah Nacionalnega inštituta za raziskave zdravja in oskrbe (NIHR) v Southamptonu in Cambridgeu.

Študijo je sponzorirala Univerzitetna bolnišnica Southampton NHS Foundation Trust (UHSFT).

Superantigen cepiva se lahko uporablja z več različnimi platformami za dajanje cepiv. V tem poskusu so ga raziskovalci dajali kot DNK cepivo z uporabo sistema mikro tekočinskih curkov.

Ker metoda ne zahteva igle, bi lahko ponudila alternativo ljudem, ki se ne počutijo udobno pri injekcijah. Raziskovalci menijo tudi, da bi lahko olajšala in pospešila obsežne kampanje cepljenja, zlasti v okoljih, kjer je tradicionalne injekcije težje dajati.

Pred začetkom testiranja na ljudeh so študije na živalih pokazale, da lahko cepivo povzroči močan imunski odziv proti več koronavirusom.

Cepivo še vedno potrebuje dodatna testiranja, preden bo na voljo za javno uporabo. Načrtovana je obsežnejša študija 2. faze, ki bo ocenila imunske odzive pri širši in bolj raznoliki skupini udeležencev ter potrdila sposobnost cepiva, da ustvari močno in široko zaščito.

Priprave na prihodnje pandemične grožnje
Znanstveniki pravijo, da je potreba po širši zaščiti s cepljenjem še vedno nujna, saj številni potencialno nevarni virusi še vedno krožijo med živalmi po vsem svetu.

»Virusi, kot so gripa, koronavirusi in skupina ebole, se nenehno razvijajo in do takrat, ko bodo cepiva uvedena, se lahko ne bodo dobro ujemala - trenutni »reaktivni« sistem cepljenja se težko drži koraka,« je dejal profesor Saul Faust z Univerze v Southamptonu, glavni raziskovalec v raziskavi.

Dodal je: »Ta nova vrsta univerzalnih cepiv je pripravljena na prihodnost. Ne ščitijo le pred številnimi različicami hkrati, temveč tudi potencialno pred sorodnimi virusi, ki se še niso pojavili in se razširili na ljudi.«

"Če nam uspe razviti in klinično izboljšati ta novi razred cepiv, še preden se začne izbruh virusa, bi lahko rešili milijone življenj, se izognili zaprtjem in ohranili gospodarstvo."

Profesorica Marian Knight, znanstvena direktorica za infrastrukturo NIHR, je rezultate opisala kot pomemben napredek.

"Izjemen uspeh tega poskusa 'superantigena', ki ga je zasnovala umetna inteligenca, pomeni ključni korak naprej v naši sposobnosti zagotavljanja široke in trajne virusne zaščite."

Dodala je: »Ta mejnik je bil omogočen le s partnerstvi med sektorjem ved o življenju in našo vrhunsko infrastrukturo NIHR v Cambridgeu in Southamptonu, katerih klinični raziskovalni centri so zagotovili ključno strokovno znanje in okolje, potrebno za varno pospešitev te inovacije in njen velik korak bližje pacientom.«

Raziskovalci ugotavljajo, da SARS-CoV-2 in drugi koronavirusi Sarbeco ostajajo javnozdravstveni problemi. Hkrati pa številni drugi virusi še naprej krožijo med živalmi in bi lahko potencialno prešli na ljudi, čeprav je nemogoče napovedati, kateri virus se bo pojavil naslednji ali kdaj.

Projekt je v glavnem financiral Innovate UK.

DIOSynVax, okrajšava za digitalno imunsko optimizirana sintetična cepiva (Digitally Immune Optimised Synthetic Vaccines), je bil ustanovljen leta 2017 kot odcepljena podružnica Univerze v Cambridgeu s podporo Cambridge Enterprise, oddelka univerze za komercializacijo.

Razvojni načrt podjetja vključuje tudi kandidate za cepiva, ki so usmerjena proti sezonski gripi, pandemični gripi, virusom hemoragične mrzlice in koronavirusom, vključno s SARS-CoV-2.

Jonathan Heeney je profesor primerjalne patologije na Univerzi v Cambridgeu in član Darwin Collegea.