Badania Torres i jej zespołu to nie tylko przełom w leczeniu ukąszeń węży. Ta sama metoda, wykorzystująca sztuczną inteligencję do tworzenia precyzyjnie zaprojektowanych białek, może znaleźć zastosowanie w leczeniu wielu innych chorób, w tym infekcji wirusowych, chorób autoimmunologicznych i trudnych do leczenia schorzeń neurologicznych.
Eksperymenty przyniosły niezwykłe rezultaty:
Jak sztuczna inteligencja odkryła sposób na jad
Dzięki zastąpieniu kosztownych i czasochłonnych metod prób oraz błędów algorytmiczną precyzją, projektowanie białek wspierane przez AI może sprawić, że terapie ratujące życie staną się tańsze i bardziej dostępne dla ludzi na całym świecie. Torres oraz jej współpracownicy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego, Uniwersytetu Północnego Kolorado oraz Liverpool School of Tropical Medicine koncentrują się teraz na przygotowaniu sztucznie zaprojektowanych antytoksyn do badań klinicznych oraz masowej produkcji.
Produkcja antytoksyn od ponad wieku opiera się na immunizacji zwierząt, obejmującej tysiące ekstrakcji jadu i plazmy. Torres i jej zespół chcą zastąpić ten proces metodą opartą na sztucznej inteligencji, która skraca lata badań do zaledwie kilku tygodni. Zespół badaczy wykorzystał układy graficzne działające na architekturze NVIDIA Ampere oraz technologię L40 GPU do stworzenia milionów potencjalnych struktur antytoksyn w symulacjach komputerowych. Zamiast badać każdy z tych projektów w rzeczywistym laboratorium, uczeni wykorzystali algorytmy AI do przewidywania, które białka najlepiej reagują z toksynami jadu węży, co pozwoliło wytypować najbardziej obiecujące rozwiązania w rekordowym czasie.
W przeciwieństwie do tradycyjnych antytoksyn, które mogą kosztować setki dolarów za pojedynczą dawkę, nowe białka projektowane przez sztuczną inteligencję mogą być produkowane masowo niskim kosztem. Dzięki temu leczenie ukąszeń węży stanie się dostępne także dla osób w najbiedniejszych rejonach świata.
- Nowo zaprojektowane białka skutecznie wiązały się z trzema rodzajami toksyn (3FTx), które są najniebezpieczniejszym składnikiem jadu węży z rodziny zdradnicowatych (m.in. kobry i mamby), skutecznie neutralizując ich działanie.
- Badania laboratoryjne potwierdziły ich wysoką stabilność i zdolność do neutralizacji toksyn.
- Testy na myszach wykazały, że 80–100% zwierząt przeżyło po podaniu śmiercionośnej dawki neurotoksyn.
- Nowe białka są niewielkie, odporne na wysoką temperaturę i łatwe do produkcji — nie wymagają przechowywania w chłodniach.
Ratunek dla najbardziej poszkodowanych
Niestety, sposób leczenia ukąszeń węży nie uległ znaczącym zmianom od ponad stu lat. Tradycyjne antytoksyny, produkowane na bazie krwi immunizowanych zwierząt, są kosztowne, trudne do wytworzenia i często okazują się nieskuteczne w przypadku najgroźniejszych trucizn. Co gorsza, wymagają przechowywania w niskich temperaturach oraz podania przez odpowiednio wyszkolony personel medyczny, co sprawia, że dla wielu poszkodowanych skuteczna pomoc po prostu nie jest dostępna.
Przełom przyniosły badania prowadzone przez Susana Vázquez Torres, biologa komputerowego pracującego w cenionym laboratorium projektowania białek na Uniwersytecie Waszyngtońskim. Kierowany przez nią zespół wykorzystał sztuczną inteligencję do stworzenia zupełnie nowych białek, które potrafią neutralizować śmiercionośne toksyny jadu węża. W przeciwieństwie do tradycyjnych terapii, metoda ta jest szybsza, tańsza i znacznie skuteczniejsza. Wyniki prac zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature.
Przyszłość medycyny opartej na AI
Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, ta przełomowa technologia może uratować niezliczone życia i pomóc społecznościom na całym świecie wychodzić z ubóstwa.
Obecnie wielu poszkodowanych nie może sobie pozwolić na antytoksyny lub zwleka z poszukiwaniem pomocy medycznej z powodu wysokich kosztów leczenia i ograniczonego dostępu do placówek zdrowia. W najgorszych przypadkach leczenie ukąszenia może prowadzić do ruiny finansowej całej rodziny. Jeśli nowa technologia umożliwi powszechną dystrybucję tanich i trwałych środków neutralizujących jad, miliony ludzi nie tylko ocalą swoje zdrowie, ale także unikną skrajnego ubóstwa wynikającego z drogich terapii.
Każdego roku jadowite węże zabijają ponad 100 000 ludzi, a kolejne 300 000 pozostawiają z poważnymi konsekwencjami zdrowotnymi, takimi jak amputacje, paraliż czy trwałe niepełnosprawności. Najczęstszymi ofiarami są rolnicy, pasterze oraz dzieci mieszkające na obszarach wiejskich w Afryce Subsaharyjskiej, Azji Południowej i Ameryce Łacińskiej. Dla tych społeczności ukąszenie węża stanowi nie tylko ogromny kryzys zdrowotny, ale także katastrofę ekonomiczną, która może pogłębić biedę całych rodzin.
