Ученые используют компьютерные алгоритмы для разработки вакцин от сезонного гриппа

Противодействие гриппу затруднено, так как вирус, вызывающий заболевание, часто меняет свой генетический код, что мешает ученым своевременно создавать эффективные вакцины. Компьютерный ученый из Университета Майами Димитрис Папамихаил и команда исследователей из Университета Стоуни-Брук разработали быстрый и эффективный подход для создания вакцин против новых штаммов вирусов гриппа.

Новый подход использует компьютерные алгоритмы для дизайна вирусов, которые служат живыми вакцинами, а затем синтезируются по заданным параметрам. Метод назван Synthetic Attenuated Virus Engineering (SAVE). Результаты опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Biotechnology в статье "Live attenuated influenza virus vaccines by computer-aided rational design".

"Мы смогли создать совершенно новый метод для систематического дизайна вакцин с использованием компьютерных алгоритмов. Наш подход полезен не только для гриппа; он применим к широкому спектру вирусов", — говорит Димитрис Папамихаил.

Принцип работы метода:

• Один из способов создания противовирусной вакцины — ослабить вирус до состояния, когда он не может вызвать болезнь, и использовать его как живую вакцину.
• Исследователи применили новый подход: создали синтетический геном вируса, содержащий сотни изменений в его генетическом коде.
• Алгоритмы указывают лучшие места в геноме для внесения изменений так, чтобы новый синтетический геном кодировал точно такие же белки, как и исходный ("дикий") геном, но в меньших количествах.

Этот процесс обеспечивает высокий запас безопасности. Вероятность того, что все изменения одновременно вернутся к исходному состоянию и создадут вирулентный штамм, крайне мала.

Хотя новая и исходная последовательности кодируют одинаковые белки, новая последовательность дает ослабленную версию вируса. Такая живая вакцина способна вызывать иммунный ответ против "дикого" вируса, но недостаточно сильна, чтобы вызвать симптомы болезни. Этот метод является универсальным и может позволить создавать безопасные и эффективные вакцины против многих типов вирусов.

В будущем исследователи планируют изучить применимость своей техники с конечной целью — методично и с помощью вычислений создавать с нуля синтетические организмы с заданными функциями и контролируемыми свойствами для широкого применения в медицине.