Un vaccino COVID “variante” può demodulare ceppi futuri grazie all’apprendimento automatico

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Secondo i ricercatori del MIT, un nuovo approccio ai vaccini con lo sviluppo del machine learning potrebbe porre fine ai richiami e alle vaccinazioni variabili stagionali. Questo vaccino “varietà” ignorerà il virus stesso ma controllerà rapidamente l’infezione reprimendo le cellule infette.

Per essere completamente chiari, questo è ancora in fase di test sugli animali e non è neanche lontanamente popolare. Ma con COVID che sta diventando un virus residente negli esseri umani, sono necessarie soluzioni a lungo termine dai booster occasionali di ceppi particolarmente cattivi.

Il problema è che, per quanto sorprendenti possano sembrare i vaccini a mRNA, sono reattivi piuttosto che proattivi: vedi una variante, prendi un campione di una proteina spike o qualche altro segno distintivo e lo fai scivolare nel sistema immunitario in modo che sappia prestare attenzione . È un po’ come lasciare che un cane da salvataggio fiuti gli effetti personali di un escursionista smarrito.

I ricercatori del Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory del MIT volevano trovare un altro modo più permanente per mantenere il corpo al sicuro dall’assalto di COVID. Un articolo che descrive le loro scoperte è stato pubblicato oggi sulla rivista Frontiere in Immunologia.

Il team ha deciso di ricercare l’idea di attaccare il virus stesso, perché la sua caratteristica più distintiva, la proteina spike, è in continua evoluzione. Invece, si sono concentrati su segnali molecolari specifici che appaiono in modo affidabile sulla superficie delle cellule ferito con il virus. Se possono essere catturati precocemente e le cellule T del sistema immunitario proliferano rapidamente, le infezioni verranno fermate prima che raggiungano livelli pericolosi o potenzialmente infettivi.

Questi segnali di superficie sono chiamati antigeni leucocitari umani e presentano una varietà di peptidi alle cellule T, come bandiere semaforiche volanti. Se tutto va bene, è il solito mix di peptidi familiari e la cellula T si muove. Se qualcosa non va, una parte del virus può essere issata sull’asta della bandiera e le cellule T aprono il fuoco.

Quindi cosa c’entra l’apprendimento automatico con tutto questo? Ci sono molti dati là fuori che classificano le diverse proteine ​​e catene di amminoacidi presenti in COVID, in cosa si trasformano una volta che penetrano in una cellula e in che modo le cellule usano gli HLA per segnalare che sono infette.

Gli algoritmi di apprendimento automatico sono bravi a risolvere problemi di ottimizzazione come questo, in cui è necessario ordinare molti dati fastidiosi per ottenere combinazioni specifiche di tratti. In questo caso, hanno progettato algoritmi per indicizzare i peptidi correlati e selezionare circa 30 peptidi che sono presenti o “conservati” in tutte le versioni del virus, ma sono anche associati agli HLA, potenzialmente usati come flag per le cellule T da vedere.

I topi transgenici a cui è stata somministrata la nostra versione degli HLA e questo nuovo vaccino hanno mostrato una risposta immunitaria molto maggiore a breve termine dopo l’infezione e nessuno di loro è morto a causa del virus.

“Questo studio fornisce la prova in un sistema vivo, un vero topo, che i vaccini che abbiamo creato usando l’apprendimento automatico possono fornire protezione contro un virus”, ha detto in un articolo del MIT il dottorando del MIT Brandon Carter, uno degli autori principali dell’articolo. . COVID”. .

Un potenziale vantaggio interessante è che le persone immunocompromesse possono ottenere una protezione importante da questo approccio quando i vaccini a mRNA non funzionano per loro. I pazienti affetti da COVID-19 di lunga durata possono ottenere un certo sollievo sotto forma di un attacco immunitario più completo alla loro infezione particolarmente resistente.

Come afferma il sommario dello studio:

La risposta anticorpale specifica non rilevabile nei topi immunizzati con MIT-T-COVID mostra che le risposte specifiche delle cellule T da sole possono mitigare efficacemente la patogenesi dell’infezione da SARS-CoV-2. I nostri risultati suggeriscono che i vaccini a cellule T mutanti in generale, anche negli individui che non possono produrre anticorpi neutralizzanti o per aiutare a mitigare il COVID prolungato, meritano ulteriori studi.

È una promettente linea di indagine e un ottimo modo per tenere conto degli sviluppi per il servizio sanitario globale. Ma è anche importante rendersi conto che è ancora presto per l’opzione “variante di massa”. Per prima cosa, potrebbe funzionare a favore o contro i vaccini esistenti: e se i migliori peptidi per un vaccino di risposta immunitaria fossero quelli mirati alla distruzione mediante il priming dell’mRNA? I due serviranno a scopi incrociati. E una risposta immunitaria troppo forte comporta rischi di danni collaterali, esecuzione errata di segnali ambigui da parte delle cellule e simili.

Ma queste sono le buone domande, quelle che sono rilevanti perché la funzione primaria del nuovo vaccino sembra essere efficace. Ne sapremo di più man mano che il team avanza attraverso ulteriori test di questo promettente approccio.