AI Triumphs Over Venom: Penangkal Penangkal Snakebite Revolusioner Dibuka
Sebuah studi peletakan batu pertama yang dipimpin oleh pemenang Nobel David Baker dan Timothy Patrick Jenkins memperkenalkan protein inovatif yang dirancang secara komputasi yang dapat menetralkan racun racun ular mematikan, menawarkan potensi perawatan yang lebih aman, lebih efektif, dan hemat biaya.
Pendekatan baru ini berjanji untuk secara signifikan meningkatkan hasil bagi jutaan orang yang terkena dampak ular berbisa secara global, terutama di daerah yang kurang sumber daya.
Terobosan dalam perawatan ular
Sebuah studi inovatif yang diterbitkan hari ini (15 Januari) di Alam Dengan pemenang Nobel dalam kimia tahun ini memperkenalkan potensi game-changer dalam perawatan snakebite. Para ilmuwan telah mengembangkan protein inovatif yang mampu menetralkan racun racun ular mematikan, menawarkan alternatif yang menjanjikan, lebih aman, dan lebih efektif untuk antivenom tradisional.
Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) melaporkan bahwa ular berbisa mempengaruhi 1,8 hingga 2,7 juta orang per tahun, mengakibatkan sekitar 100.000 kematian setiap tahun dan meninggalkan tiga kali lebih banyak orang dengan cacat permanen, seperti amputasi. Mayoritas kasus ini terjadi di Afrika, Asia, dan Amerika Latin, di mana infrastruktur perawatan kesehatan yang terbatas memperburuk masalah.
Saat ini, satu -satunya antivenom yang digunakan untuk mengobati korban ular berasal dari hewan plasma dan sering datang dengan biaya tinggi, kemanjuran terbatas, dan efek samping yang merugikan. Racun juga sangat berbeda di seluruh ular jenismengharuskan perawatan khusus di berbagai belahan dunia. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah memperoleh pemahaman yang lebih dalam tentang racun ular dan mengembangkan cara -cara baru untuk memerangi efeknya. Salah satu perkembangan tersebut diterbitkan hari ini di Alam.
Antivenoms revolusioner berkembang
Sebuah tim yang dipimpin oleh 2024 Laureate Nobel di Kimia David Baker dari Universitas Washington School of Medicine dan Timothy Patrick Jenkins dari DTU (Universitas Teknik Denmark) menggunakan alat pembelajaran yang mendalam untuk merancang protein baru yang berikatan dan menetralkan racun dari kobra mematikan.
Studi ini berfokus pada kelas penting protein ular yang disebut racun tiga jari, yang seringkali menjadi alasan antivenom berdasarkan hewan yang diimunisasi gagal.
Meskipun belum melindungi dari racun ular penuh-yang merupakan campuran kompleks dari berbagai racun yang unik untuk setiap spesies ular-molekul yang dihasilkan AI memberikan perlindungan penuh dari dosis mematikan racun tiga jari pada tikus: tingkat kelangsungan hidup 80-100%, tergantung Pada dosis yang tepat, racun, dan protein yang dirancang.
Racun ini cenderung menghindari sistem kekebalan tubuh, membuat perawatan plasma yang diturunkan tidak efektif. Penelitian ini dengan demikian menunjukkan bahwa desain protein yang diakelarisasi AI dapat digunakan untuk menetralkan protein berbahaya yang sebaliknya terbukti sulit diperangi.
“Saya percaya desain protein akan membantu membuat perawatan gigitan ular lebih mudah diakses oleh orang -orang di negara -negara berkembang,” kata Susana Vazquez Torres, penulis utama penelitian dan peneliti di laboratorium Baker di Institute for Protein Design di UW Medicine.
“Antitoksin yang kami buat mudah ditemukan hanya menggunakan metode komputasi. Mereka juga murah untuk diproduksi dan kuat dalam tes laboratorium, ”kata Baker.
Para ilmuwan beralasan bahwa menciptakan protein yang menempel dan menonaktifkan racun ular dapat menciptakan beberapa keunggulan dibandingkan perawatan tradisional. Antitoksin baru dapat diproduksi menggunakan mikroba, menghindari imunisasi hewan tradisional dan berpotensi memangkas biaya produksi.
Tetapi ada lebih banyak keuntungan, jelas Timothy Patrick Jenkins, seorang profesor di DTU Bioengineering:
“Hasil yang paling luar biasa adalah perlindungan neurotoksin yang mengesankan yang mereka berikan kepada tikus. Namun, satu manfaat tambahan dari protein yang dirancang ini adalah bahwa mereka kecil – begitu kecil, pada kenyataannya, sehingga kami berharap mereka menembus jaringan dengan lebih baik dan berpotensi menetralkan racun lebih cepat daripada antibodi saat ini. Dan karena protein dibuat sepenuhnya di komputer menggunakan perangkat lunak bertenaga AI, kami secara dramatis memotong waktu yang dihabiskan dalam fase penemuan. “
Prospek masa depan dan aplikasi yang lebih luas
Meskipun hasil ini menggembirakan, tim menekankan bahwa antivenom tradisional akan tetap menjadi landasan dalam merawat ular untuk masa mendatang. Antitoksin yang dirancang komputer yang baru pada awalnya dapat menjadi suplemen atau agen benteng yang meningkatkan efektivitas perawatan yang ada sampai terapi generasi berikutnya mandiri disetujui.
Menurut para ilmuwan, pendekatan pengembangan obat yang dijelaskan dalam penelitian ini juga dapat berguna untuk banyak penyakit lain yang kekurangan perawatan saat ini, termasuk infeksi virus tertentu. Karena desain protein umumnya membutuhkan sumber daya yang lebih sedikit daripada metode penemuan obat berbasis laboratorium tradisional, ada juga potensi untuk menghasilkan obat-obatan baru namun lebih murah untuk penyakit yang lebih umum menggunakan pendekatan yang sama.
“Kami tidak perlu melakukan beberapa putaran percobaan laboratorium untuk menemukan antitoksin yang berkinerja baik – perangkat lunak desain sangat bagus sekarang sehingga kami hanya perlu menguji beberapa molekul,” kata Baker. “Di luar mengobati gigitan ular, desain protein akan membantu menyederhanakan penemuan obat, terutama dalam pengaturan yang terbatas sumber daya. Dengan menurunkan biaya dan persyaratan sumber daya untuk obat -obatan baru yang kuat, kami mengambil langkah -langkah besar menuju masa depan di mana setiap orang bisa mendapatkan perawatan yang layak mereka dapatkan. ”
Referensi: “Protein yang dirancang de novo menetralkan racun ular mematikan racun” oleh Susana Vázquez Torres, Melisa Benard Valle, Stephen P. Mackessy, Stefanie K. Menzies, Nicholas R. Casewell, Shirin Ahmadi, Nick J. Burlet, Edin Muratsphaurat, ISAAC SIRIN AHMADI, Nick J. , Max D. Overath, Esperanza Rivera-de-Torre, Jann Ledergerber, Andreas H. Laustsen, Kim Boddum, Asim K. Bera, Alex Kang, Evans Brackenbrough, Iara A. Cardoso, Edouard P. Crittenden, Rebecca J. Edge, IARA A. Justin Decarreau, Robert J. Ragotte, Arvind S. Pillai, Mohamad Abedi, Hannah L. Han, Stacey R. Gerben, Analisa Murray, Rebecca Skotheim, Lynda Stuart, Lance Stewart, Thomas Ja Fryer, Timothy P. Jenkins dan David Baker, 15 Januari 2025, Alam.
Doi: 10.1038/s41586-024-08393-x
