Cum vom învinge așadar acest nou coronavirus?
Folosind cele mai bune instrumente:
știința și tehnologia.
În laboratorul meu, folosim inteligența artificială
și biologia sintetică
pentru a accelera lupta împotriva acestei pandemii.
Activitatea noastră a fost concepută
pentru a soluționa problema rezistenței la antibiotice.
Proiectul nostru urmărește să valorifice puterea învățării automate,
pentru a reface arsenalul de antibiotice
și a evita o eră post-antibiotică devastatoare la nivel global.
De remarcat că aceeași tehnologie poate fi utilizată
pentru a căuta compuși antivirali
care ne-ar putea ajuta să combatem prezenta pandemie.
Învățarea automată întoarce modelul tradițional de cercetare farmaceutică
pe dos.
Cu această metodă,
în loc să testăm minuțios mii de molecule existente,
pe rând, într-un laborator,
pentru eficacitatea lor,
putem programa un computer să exploreze spațiul exponențial mai mare
al tuturor moleculelor posibile care ar putea fi sintetizate,
și astfel, în loc să căutăm acul în carul cu fân,
putem folosi magnetul gigantic al puterii de calcul,
pentru a găsi simultan multe ace în mai multe care cu fân.
Am avut deja un succes timpuriu.
Recent, am folosit învățarea automată pentru a descoperi noi antibiotice
care ne pot ajuta să combatem infecțiile bacteriene
care pot apărea alături de infecțiile cu SARS-CoV-2.
Acum două luni, proiectul TED Audacious ne-a aprobat finanțarea
pentru a ne extinde masiv activitatea,
cu scopul de a descoperi șapte noi clase de antibiotice
împotriva a șapte tipuri de agenți patogeni bacterieni din lume,
în următorii șapte ani.
Pentru context,
numărul de clase noi de antibiotice
care au fost descoperite în ultimele trei decenii este zero.
În timp ce căutarea de noi antibiotice este pentru viitorul pe termen mediu,
noul coronavirus prezintă o amenințare mortală imediată,
și sunt încântat să vă spun că putem folosi aceeași tehnologie
pentru a căuta terapii de combatere a acestui virus.
Cum vom face asta?
Ei bine, vom crea o bază de date pentru pregătirea compușilor
și vom aplica aceste molecule la celulele infectate cu SARS-CoV-2,
pentru a vedea care dintre ele prezintă o activitate eficientă.
Datele se vor folosi pentru a programa modelul de învățare automată
aplicat prin simulare pe o bază de date de peste un miliard de molecule,
pentru a descoperi noi posibili compuși antivirali.
Vom sintetiza și testa predicțiile de top
și le vom promova în spitale pe cele cu potențial ridicat.
Sună prea frumos ca să fie adevărat?
Ei bine, n-ar trebui.
Proiectul Antibiotics AI este fondat pe conceptul cercetării noastre
care a dus la descoperirea unui nou spectru larg de antibitiotice,
numit Halocin.
Halocin are o activitate antibacteriană puternică
împotriva majorității agenților patogeni bacterieni rezistenți la antibiotice,
inclusiv infecții rezistente netratabile.
De remarcat, spre deosebire de antibioticele actuale,
frecvența la care bacteriile dezvoltă rezistență la Halocin
este extrem de scăzută.
Am testat capacitatea bacteriilor de a dezvolta rezistență la Halocin
și la Cipro în laborator.
Pentru Cipro,
după doar o zi, am observat rezistență.
Pentru Halocin,
după o zi, n-am văzut nicio rezistenţă.
Uimitor, chiar după 30 de zile,
n-am văzut nicio rezistenţă la Halocin.
În acest proiect, am testat întâi circa 2.500 de compuși împotriva E. coli.
Această rețetă de probă a inclus antibiotice cunoscute,
cum ar fi Cipro și penicilina,
și multe medicamente care nu sunt antibiotice.
Am folosit datele ca să programăm un model
să învețe caracteristicile moleculare asociate cu activitatea antibacteriană.
Apoi am aplicat acest model unei baze de medicamente realocate
constând în câteva mii de molecule
și am cerut modelului să identifice moleculele
despre care se bănuiește că au proprietăți antibacteriene,
dar nu arată ca antibioticele actuale.
Interesant, doar o singură moleculă din această bază se potrivește criteriilor
și acea moleculă s-a dovedit a fi Halocin.
Din moment ce Halocin nu arată ca un antibiotic existent,
ar fi fost imposibil pentru oricine, inclusiv un expert în antibiotice,
să identifice Halocin-ul în acest mod.
Imaginați-vă acum ce am putea face cu această tehnologie
împotriva SARS-CoV-2.
Şi asta nu e tot.
De asemenea, folosim instrumente de biologie sintetică,
experimentând cu ADN-ul și alte mecanisme celulare,
pentru a servi scopuri umane, cum ar fi combaterea COVID-19,
și e de reținut că lucrăm la producerea unei măști de protecție
care poate servi și ca test de diagnosticare rapidă.
Cum funcționează asta?
Am demonstrat recent
că poți să îndepărtezi mecanismul celular dintr-o celulă vie
și să-l îngheți pe hârtie împreună cu senzori ARN,
pentru a face diagnosticări ieftine pentru Ebola și Zika.
Senzorii sunt activați la rehidratarea cu o probă prelevată
de la pacienți, care constă în sânge sau salivă, de pildă.
Se pare că această tehnologie nu se limitează la hârtie
și poate fi aplicată la alte materiale, inclusiv pânză.
Pentru pandemia COVID-19,
folosim senzori ARN pentru detectarea virusului
și înghețarea acestuia împreună cu mecanismele celulare
în țesătura unei măști de față,
în cazul căreia o simplă respirație,
împreună cu vaporii de apă care o însoțesc,
poate activa testul.
Astfel, dacă un pacient este infectat cu SARS-CoV-2,
masca va produce un semnal fluorescent
care poate fi detectat de un dispozitiv portabil, simplu și ieftin.
Într-o oră sau două, un pacient ar putea fi astfel diagnosticat
în condiții de siguranță, de la distanță și cu acuratețe.
Folosim şi biologia sintetică
pentru a crea un nou vaccin pentru COVID-19.
Redefinim funcția vaccinului BCG,
care a fost folosit împotriva tuberculozei aproape un secol.
Este un vaccin viu, atenuat,
pe care îl modificăm pentru a transmite antigeni SARS-COV-2,
care ar trebui să declanșeze producția de anticorpi
de către sistemul imunitar.
De subliniat că BCG e scalabil masiv
și profilul său de siguranță se numără printre cele mai bune vaccinuri raportate.
Cu instrumentele biologiei sintetice și ale inteligenței artificiale,
putem câștiga lupta împotriva acestui nou coronavirus.
Proiectul se află în stadiile incipiente, dar este foarte promițător.
Știința și tehnologia ne pot oferi un avantaj important
în bătălia dintre inteligența omului și genele super-bacteriilor,
o bătălie pe care o putem câştiga.
Vă mulțumesc!