Araştırmacılar, farelerde COVID-19’a karşı etkinlik gösteren ve ortaya çıkan varyantlara karşı potansiyel olarak uzun süreli bağışıklık sağlayan, yapay zeka tarafından üretilen T hücresi tabanlı bir aşı geliştirdiler. RAVEN platformunu kullanan bu yaklaşım, grip gibi diğer mevsimsel viral hastalıklar için geliştirilmiş aşılar geliştirmek için de kullanılabilir.
Yapay zeka platformu, geniş koruma sağlayan T hücresi tabanlı aşıları verimli bir şekilde tasarlama yeteneğine sahiptir. Platform ayrıca mevsimsel grip ve diğer aşıları geliştirmek için de kullanılabilir.
Penn State’ten araştırmacılar, yapay zeka tarafından üretilen bir aşının geleceğe karşı bağışıklık sağlama potansiyelini ortaya çıkaran çığır açan bir çalışma için Evaxion Biotech ile birlikte çalıştı.[{” attribute=””>COVID-19 variants. Unlike current COVID-19 vaccines, which target the spike protein of the SARS-CoV-2 virus and are prone to losing efficacy due to mutations, this vaccine focuses on triggering a T-cell response. This could result in a more durable immunity and serve as a model for other seasonal viral diseases, such as the flu. This study marks the first time an AI-generated vaccine has been tested and shown to be effective in a live viral challenge model.
The study conducted by Penn State and Evaxion Biotech researchers tested the effectiveness of a T-cell-based vaccine against SARS-CoV-2 in mice. The results showed a remarkable 87.5% survival rate among the vaccinated mice, compared to just 1 mouse from the control group. Furthermore, all the surviving mice that received the vaccine cleared the virus within two weeks after being challenged with a lethal dose of SARS-CoV-2.
The findings were recently published in the journal Frontiers in Immunology.
“To our knowledge, this study is the first to show in vivo [in a living organism] Penn State veterinerlik ve biyomedikal bilimler doçenti Girish Kirimanjeswara, “Yapay zeka tarafından tasarlanmış bir T hücresi aşısı ile şiddetli COVID-19’a karşı koruma. “Aşımız, farelerde şiddetli COVID-19’u önlemede son derece etkiliydi ve insanlarda da test etmeye başlamak için kolayca ölçeklendirilebilir. Bu araştırma aynı zamanda grip gibi yeni ortaya çıkan ve mevsimsel viral hastalıklara karşı yeni T-hücresi aşılarının potansiyel hızlı tasarımının önünü açıyor.”
Halihazırda kullanımda olan mRNA aşıları bu kadar etkiliyken neden T hücre bazlı bir COVID-19 aşısına ihtiyacımız var?
Araştırmacılar, mevcut aşılardan daha uzun süre dayanabilecek T hücresi tabanlı bir COVID-19 aşısı oluşturmak için bir yapay zeka platformu kullandı. Kredi bilgileri: Girish Kirimanjeswara, Penn State
Kirimanjeswara’ya göre SARS-CoV-2 virüsünün başak proteini, yeni varyantların ortaya çıkmasına neden olan mutasyonlarla sonuçlanabilecek ağır seçim baskısı altındadır.
“Bu, aşı üreticilerinin yeni varyantları hedefleyen yeni aşılar yaratmaya devam etmesi ve insanların bu yeni aşıları almaya devam etmesi gerektiği anlamına geliyor” dedi.
Evaxion Biotech ekibi, sürekli mutasyona uğrayan başak proteinini hedeflemek yerine, bağışıklık sistemi tarafından tanınan çeşitli SARS-CoV-2 proteinlerinden 17 epitop içeren bir aşı tasarladı. Bu epitoplar, geniş bir T hücresi seçiminden bir bağışıklık tepkisi ortaya çıkararak, gelecekteki varyantların sürekli olarak kapsanmasını sağlar.
Kirimanjeswara, “Virüsün bu T hücresi aracılı bağışıklıktan kaçabilmesi için çok fazla mutasyona uğraması gerekecek, bu yüzden bu bir avantaj” dedi. “İkinci avantaj, T hücresi aracılı bağışıklığın genellikle uzun süreli olmasıdır, bu nedenle tekrarlanan takviye dozlarına ihtiyacınız yoktur.”
T hücreleri yabancı ajanları hatırlamada bu kadar iyiyse, neden birinci nesil COVID-19 aşıları antikorlardan yanıt almak için tasarlandı?
Kirimanjeswara, “T hücresi bazlı bir aşı üretmek, antikor bazlı bir aşıdan daha zor ve daha uzun sürüyor” dedi. “COVID-19 salgınıyla başa çıkmak için bir aşıya ihtiyaç duyduğumuz aciliyet göz önüne alındığında, aşı üreticilerinin antikor bazlı bir aşı geliştirmesi mantıklı. Artık aciliyet ortadan kalktığına göre, ikinci nesil T hücre bazlı bir aşı daha etkili ve daha uzun ömürlü olabilir.”
Evaxion Biotech proje direktörü ortak yazar Anders Bundgaard Sørensen’e göre, diğer biyoteknoloji şirketleri T hücresi tabanlı aşılar geliştiriyor, ancak bu ekibin aşısı, tahmin etmek için RAVEN (Rapidly Adaptive Viral respoNse) adlı bir platformda birden çok yapay zeka türü kullanıyor. aşılar için ideal hedefler.
Sørensen, “RAVEN gerçekten uyarlanabilir,” dedi. “Aşı geliştirmek için yeni bir virüs türünün gelmesini beklememize gerek yok. Bunun yerine, neye ihtiyaç duyulacağını önceden tahmin edebiliriz. Bu, diğerlerinin şu anda yaptığı bir şey değil.”
Sørensen, “Farklı proteinleri hedef alan çoklu epitopları dahil edebileceğimiz için, bir T-hücresi aşısıyla geniş kapsama almak çok daha kolay,” dedi.
RAVEN platformunun daha iyi COVID-19 aşıları üretmenin yanı sıra daha iyi grip aşıları geliştirmek için kullanılabileceğini de sözlerine ekledi.
“Çoğu zaman, tasarlanan grip aşıları zamanın yalnızca yüzde 30-40’ında işe yarıyor, bu nedenle pek çok insan hastalanıyor” dedi. “Dünya giderek daha fazla entegre hale geldikçe, bu sorun daha da büyüyecek. Platformumuz, neye ihtiyaç duyulacağını daha iyi tahmin etmek için yapay zekayı kullanıyor.”
Sørensen, bulaşıcı hastalıkların hayvan modellerindeki derin uzmanlıkları ve üniversitenin SARS-CoV-2 virüsünü güvenle inceleyebilecekleri bir BSL-3 laboratuvarına ev sahipliği yapması nedeniyle Evaxion’un Kirimanjeswara ve Penn State meslektaşlarıyla ortaklık yapmaktan fayda sağladığını belirtti.
“Sonuçlarımız, sanayi-üniversite ortaklıklarının gücünün bir kanıtıdır” dedi.
Referans: “[{” attribute=””>DNA immunization with in silico predicted T-cell epitopes protects against lethal SARS-CoV-2 infection in K18-hACE2 mice” by Gry Persson, Katherine H. Restori, Julie Hincheli Emdrup, Sophie Schussek, Michael Schantz Klausen, McKayla J. Nicol, Bhuvana Katkere, Birgitte Rønø, Girish Kirimanjeswara and Anders Bundgaard Sørensen, 11 April 2023, Frontiers in Immunology.
DOI: 10.3389/fimmu.2023.1166546
Other Penn State authors on the paper include Katherine Restori, assistant research professor; McKayla Nicol, graduate student; and Bhuvana Katkere, assistant teaching professor. Other Evaxion Biotech authors on the paper include Gry Persson, project manager; Julie Hinchelli Emdrup, research associate; Sophie Schussek, competence manager; Michael Schantz Klausen, senior associate; and Birgitte Rønø, chief scientific officer.
Innovation Fund Denmark supported this research. The Huck Institutes of Life Sciences and the College of Agricultural Sciences provided support for studies performed at Penn State.
The Eva J. Pell Laboratory is an ABSL3 (animal biological safety level three) laboratory located on Penn State’s campus. It is a self-contained, standalone facility, which means that all materials, including waste products, are managed on site for increased safety. The lab is inspected by the National Institutes of Health and Centers for Disease Control and Prevention and is approved to conduct research on infectious agents.