پیش‌بینی جهش‌های ویروسی قبل از وقوع با ابزار هوش مصنوعی جدید

به گزارش گروه دانش و فناوری، اگر بتوانیم جهش‌های ویروس‌ها را قبل از وقوع واقعی آنها پیش‌بینی کنیم، چه می‌شود؟ بدین ترتیب ما می‌توانیم برای ورود و شیوع آنها آماده شویم و شاید حتی واکسن‌هایی را به موقع برای محافظت از جوامع ابداع کنیم.

اکنون دانشمندان دانشکده پزشکی هاروارد و دانشگاه آکسفورد یک ابزار هوش مصنوعی تولید کرده‌اند که می‌تواند به این چشم انداز تحقق بخشد.

پیش‌بینی ظهور جهش‌های ویروسی

این ابزار مدلی از توالی‌های تکاملی را ترکیب می‌کند که تغییرات بالقوه یک ویروس و جزئیات بیولوژیکی و ساختاری جامع در مورد ویروس را پیش‌بینی می‌کند. آنها با هم EVEscape را قادر می‌سازند تا پیش‌بینی کند که کدام نسخه از ویروس در آینده به احتمال زیاد ظاهر می‌شود.

دبورا مارکس استاد زیست‌شناسی سیستمی در مؤسسه بلاواتنیک در هاروارد و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: ما می‌خواهیم بدانیم که آیا می‌توانیم تنوع ویروس‌ها یا گونه‌های جدید را پیش‌بینی کنیم، زیرا اگر بتوانیم، این کار برای طراحی واکسن‌ها و درمان‌ها بسیار مهم خواهد بود.

وی افزود: شما می‌توانید از این مدل‌های مولد برای یادگیری چیزهای شگفت انگیز از اطلاعات تکاملی استفاده کنید. داده‌ها اسراری پنهانی دارند که می‌توانید آنها را فاش کنید.

سودمندی این مدل در پیش‌بینی انواع جدید ویروس‌ها برای اولین بار زمانی مطرح شد که ویروس کرونا شروع به جهش کرد.

مارکس می‌گوید: ما توانایی چیزها را برای جهش، زمانی که تحت فشار هستند و جمعیت زیادی برای انجام این کار دارند دست کم می‌گیریم. ویروس‌ها انعطاف‌پذیر هستند و گویا به گونه‌ای تکامل یافته‌اند که تکامل پیدا کنند.

این تغییرات بود که مارکس و همکارانش را بر آن داشت تا این ابزار جدید هوش مصنوعی را برای پیش‌بینی جهش‌های ویروس کرونا در آینده تطبیق دهند. مارکس و تیمش برای آزمایش دقت مدل خود، تنها داده‌هایی را که تا ژانویه ۲۰۲۰ در اختیار داشتند به این ابزار دادند و سپس مشاهده کردند که جهش‌هایی را که واقعاً پس از آن تاریخ ظاهر شده‌اند، پیش‌بینی می‌کند.

ابزار هوش مصنوعی EVEscape در پیش‌بینی اینکه کدام یک از آن جهش‌ها شایع‌تر از روش‌های تجربی در حال حاضر استفاده می‌شوند، بهتر بود. مهم‌تر از آن، از آنجایی که EVEscape مجبور نبود منتظر بماند تا آنتی‌بادی‌های مربوطه در جمعیت انسانی ایجاد شود و برای آزمایش در دسترس قرار گیرد، می‌تواند پیش‌بینی‌های خود را سریع‌تر و مؤثرتر از آزمایش‌های مبتنی بر آزمایشگاه انجام دهد.

تشخیص پیچیده‌ترین و آسیب‌زاترین جهش‌ها

همچنین این فناوری توانست ده‌ها هزار نوع جدید ویروس SARS-CoV-۲ را که هر هفته ایجاد می‌شوند، دسته‌بندی و مرتب کند و آن‌هایی را که احتمالاً بیشترین مشکل را ایجاد می‌کنند، مشخص کند.

اکنون این تیم به منظور پیش‌بینی چگونگی تکامل ویروس SARS-CoV-۲ در آینده، در حال حاضر در حال استفاده از EVEscape روی این ویروس است.

EVEscape همچنین می‌تواند برای ارزیابی واکسیناسیون و درمان در برابر تغییرات ویروسی فعلی و آینده استفاده شود. پژوهشگران با توانایی انجام این کار می‌توانند داروهایی تولید کنند که می‌توانند از مکانیسم‌های فرار اکتسابی ویروس جان سالم به در ببرند.

نور یوسف یکی دیگر از پژوهشگران این مطالعه می‌گوید: ما می‌خواهیم بفهمیم که چگونه می‌توانیم واکسن‌ها و درمان‌هایی را طراحی کنیم که برای آینده مناسب باشند.

اکنون این تیم در حال اعمال یافته‌های خود روی ویروس‌های HIV و آنفلوانزا است.

انتهای پیام