Lekovi protiv malarije bili su centralna komponenta globalnog javnog zdravlja koji je zabeležio pad od 44% smrtonosne bolesti koju prenose komarci od 2000. do 2019. godine, ali napredak je zastao jer paraziti koji izazivaju malariju dobijaju otpornost na ove lekove.
Sada, računarski biolozi sa Univerziteta Merilend, College Park, udružili su se sa istraživačima na Medicinskom fakultetu Univerziteta Merilend u Baltimoru kako bi pronašli vakcinu protiv malarije koristeći mašinsko učenje – podskup veštačke inteligencije koja ne zahteva direktno programiranje.
Oni koriste novi pristup koji se zove „obrnuta vakcinologija“ koji koristi moćne bioinformatičke alate za udubljenje u genetski sastav nekoliko parazita koji uzrokuju da malarija cilja proteine, ili antigene, povezane sa ovim patogenima za testiranje vakcine.
Početna studija tima nedavno je objavljena u npj Sistems Biologi and Applications.
Glavni autor rada je Renee Ti Chou Ph.D. ’23, naučnik podataka u Lekical Intelligence u Rokvilu, Md., sa koautorima uključujući profesora Majkla Kamingsa, profesora biologije sa imenovanjem na Institutu za napredne računarske studije Univerziteta Merilend, i Ameda Uatara, Metjua Adamsa, Andrea A. Beri i Šenon Takala Harison, svi iz Centra za razvoj vakcina i globalno zdravlje medicinske škole.
Istraživači ne samo da su identifikovali nove potencijalne ciljeve vakcine, rekao je Kamings, već su ih i rangirali na osnovu značaja. Da bi dali prioritet kandidatima koji najviše obećavaju, posmatrali su faktore kao što su esencijalnost gena i kada su proteini aktivni u životnom ciklusu parazita.
„Ovi nalazi nude fleksibilan okvir za buduća istraživanja vakcine“, rekao je Cummings, koji je bio Chouov akademski savetnik u UMD-u. „Možemo da prilagodimo naše kriterijume, pa čak i da primenimo ovaj pristup na druge bolesti osim malarije. To je veliki korak napred u potrazi za boljim vakcinama.“
Više od 240 miliona ljudi, uglavnom u Africi, oboli od malarije svake godine, prema Centrima za kontrolu i prevenciju i prevenciju bolesti. Postojeće vakcine mnoge koji ih uzimaju stavljaju u opasnost od bolesti; bez veoma efikasnog, kažu istraživači, poraz bolesti koja je ubila oko 608.000 ljudi 2022. godine mogao bi biti nedostižan.
Da bi to uradili, međutim, naučnici moraju da ciljaju različite faze životnog ciklusa parazita P. falciparum, najsmrtonosnije vrste krvnog parazita Plasmodium koji izaziva malariju.
Ovo može biti nezgodno, rekao je Kamings, direktor Centra za bioinformatiku i računarsku biologiju; ne samo da parazit poprima različite oblike tokom svog životnog ciklusa, već se i njegovi genetski proteini menjaju, što otežava ljudskom imunološkom sistemu da se suprotstavi. Do sada se većina napora na vakcinaciji fokusirala na nekoliko proteina bez sagledavanja celokupne slike gena parazita P. falciparum.
Tim je analizirao hiljade proteina iz parazita P. falciparum, uzimajući u obzir 272 različita faktora za svaki. Koristili su tehniku mašinskog učenja nazvanu pozitivno-neoznačeno učenje da sortiraju ove podatke, dozvoljavajući sistemu da uči iz onoga što je već poznato o efikasnim ciljevima.
