У 2020 році пандемія COVID-19 значною мірою перевернула звичний триб нашого життя. Зміни відбулись і у технологічному напрямі. Коронавірус змусив уряди різних країн та технологічні компанії діяти набагато швидше. Насамперед це стосується медичної сфери, де кожен втрачений день – це чиєсь життя. Попри те, що всі надії на перемогу над пандемією люди покладають на лікарів та фармацевтичні компанії, до боротьби з коронавірусом долучились також технологічні фірми.
Переважна більшість минулих клінічних випробувань та експериментальних вакцин проти коронавірусу використовують як “мету” S-білок. Він розміщується на “шипі” коронавірусу SARS-CoV-2, і до нього організм хворих зазвичай виробляє найбільше антитіл.
Недосконалість сучасних вакцин
Біда в тому, що їхня ефективність з часом стає меншою: цей компонент вірусу сильно змінюється з кожним новим штамом. Причому неважливо, природний чи сформований внаслідок щеплення імунітет у людини. Крім того, вироблення антитіл знижується сама по собі через деякий час після вакцинації. Тож без бустерних уколів не обійтися ніяк.
Коли антитіла не справляються – їх мало чи антиген змінився, – вірус потрапляє в клітини і людина хворіє. Але імунна система на цей випадок має іншу зброю, так би мовити, другої черги: клітинний імунітет. За допомогою T-лімфоцитів організм виявляє клітини, в яких паразитує вірус, і знищує їх.
Нова ціль у вакцинах проти коронавірусу
Для цього T-лімфоцити мають знати, на які білки реагувати. Вони називаються HLA (людські лейкоцитарні антигени) і відіграють роль складного світлофора, що показує імунну систему, які клітини організму “свої”, а які вже не дуже.
Використовуючи такий механізм, також можна створити вакцину, але це набагато складніше, ніж просто змусити організм виробити специфічні антитіла. І після такого щеплення людина все одно захворіє. Просто не буде заразною, і симптоми виявляться набагато слабшими. Натомість імунітет зберігатиме триваліший термін, і його можна сформувати універсальнішим.
Проблема в тому, щоб вибрати правильні комбінації HLA, відповідні однаковим для різних штамів білкам, і такі, щоб вони зустрічалися у якомога більшої кількості хворих людей. Завдання з безліччю параметрів вимагає великих обчислювальних потужностей та аналізу колосальних обсягів структурованих даних. Це те у чому сильний штучний інтелект.
Успішне випробовування нової вакцини
Тепер дослідники реалізували вищеописаний підхід. Вони створили перспективну “панваріантну” вакцину MIT-T-COVID, яка містить генетичний матеріал найбільш консервативних епітопів (фрагментів антигенів) SARS-CoV-2. Підбір відповідних білків виконували з допомогою алгоритму машинного навчання. В експерименті на генетично модифікованих мишах препарат викликав сильну імунну відповідь, що захистила тварин від важкого перебігу хвороби та смерті.
На сьомий день після щеплення у тих заражених коронавірусом мишей, що отримали MIT-T-COVID, майже чверть (в середньому 24%) всіх клітин у легенях були T-лімфоцитами. Для порівняння: у контрольній групі, якій ввели вакцину Pfizer-BioNTech Comirnaty, частка імунних клітин у легенях не перевищувала 6,5%.
Варто зазначити, що на другий день після ін’єкції картина була іншою: обидві вакцини забезпечили приблизно по 12% T-лімфоцитів від загальної кількості клітин до легких піддослідних гризунів. Тобто препарат поки що є лише “чернеткою” і демонстрацією концепції, до застосування в медичній практиці ще дуже далеко.