Компьютерное проектирование антивирусных белков может предотвратить еще одну пандемию

    Билл Гейтс полагает, что существуют три главных опасности для нашего образа: ядерная война, изменение климата и еще однна всемирная эпидемия. Выступая на конференции в Мюнхене, посвященной готовности к пандемии, Гейтс напомнил нам, что «сам факт тамошнего, что всемирной пандемии и не бывало в новой истории, и не стоит ли воспринимать как только намек на то, что ее и не случится в будущем».

    Ежели мы желаем быть уже готовы к худшему, разговаривает Гейтс, «в первую и важнейшую очередь нам надо выстроить арсенал новенького орудия — вакцин, фармацевтических средств и исследовательских инструментов».

    Некие ученые сегодня задействуют компы конкретно с данной целью.

    За пределами иммунитета

    Невзирая на доступность прививок от гриппа, Глобальная организация здравоохранения докладывает, что сезонный грипп как и раньше ответственна за миллионы нешуточных случаев болезни и порядка полумиллиона смертей раз в год. Неполная эффективность каждогодних прививок от гриппа, вместе с длительным временем изготовления и ограниченностью, разговаривает, что нужны новейшие способы борьбы с гриппом.

    И это же лишь сезонный грипп. Эпидемия гриппа вроде испанки 1918 года опять может загубить десятки миллионов граждан за один год.

    Антитела, естественная часть иммунной системы, присутствуют на фронте борьбы против вирусов. Работа антител состоит в выявлении и физическом устранении пришельца вроде гриппа. Людские антитела бивалентны, другими словами имеют две руки, которыми умеют хвататься за миссию.

    Под микроскопом грипп смотрится как только крохотный шарик с шипами. С помощью шипов на поверхности он просачивается в людскую клеточку. Тесновато цепляясь за эти шипы одной рукою, антитела умеют предотвращать проникновение частиц гриппа в клеточки. Однако с каждым годом грипп резво обзаводится мутациями в белках собственных шипов, что приводит к тамошнему, что хваткие руки наших антител уже и не признают вирус.

    Ученые издавна отыскивают всепригодную вакцину от гриппа — которую и не придется пересоздавать каждый год. Обычно, пробы произвести ее включают производство неинфекционных двойников гриппов в надежде, что они подготовят иммунную систему к атаке, когда настоящий штамм гриппа нападет. Невзирая на конкретный прогресс, ученые пока что и не сумели вынудить иммунную систему защищаться от любых штаммов гриппа, и опасньсть всемирной пандемии все гораздо останется.

    Программное обеспечение по борьбе с гриппом

    Компьютерное проектирование белков дает альтернативный метод. Заместо тамошнего дабы полагаться на иммунную систему для генерации белков антител, могущих биться с вирусом, компьютерное моделирование может дозволить резво производить антивирусные белки, могущие уничтожать летальный вирус.

    В отличие от вакцины, этот класс препаратов можно будет приспособить для исцеления имеющейся инфекции либо для предотвращения грядущей. И так как эти дизайнерские белки ишачят независимо от иммунной системы, них потенциал и не находится в зависимости от состояния иммунной системы — и это же полезное свойство для слабенькой иммунной системы, которая подвержена высоченному риску инфецирования.

    Компьютерные антивирусные белки работаю эдак же, как только и естественные белки в нашей иммунной системе. Имея поверхности, кои хим комплементарны целям, антивирусные белки умеют тесновато зацепляться за ярый вирус. Ежели белок правильным образом крепится к вирусу, он может на физическом уровне перекрыть передвижение вируса, предотвращая появление инфекции.

    За счет разработки антивирусного белка на персональном компьютере, сотворения его в лаборатории и следующего введения в тело, можно отлично оцифровать часть иммунной системы.

    В 2016 году произведенные на персональном компьютере белки оказались эффективнее, чем озельтамивир, в спасении грызунов от летальной инфекции. Одна дозировка дизайнерского белка, вводимого внутренне, существовала эффективнее 10 доз Тамифлю, продукта, который числится «важнейшим» по воззрению ВОЗ по причине его противогриппозного деяния. Наиболее тамошнего, эти компьютерные антигриппозные белки предохраняли грызунов от самых различных штаммов гриппа. Пробы провести эти перспективные результаты сквозь одобрение FDA уже предпринимаются.

    В не так давно размещенной статье в Nature Biotechnology ученые из Колледжа оформления белка при Вашингтонском институте отправь гораздо далее и показали новейший метод борьбы с гриппом: они приименяли компьютерное моделирование для сотворения совсем новенького образа антивирусных белков с тремя хваткими руками.

    Посему три? Оказывается, оболочки почти всех летальных вирусов — грипп, Эбола и ВИЧ — выстраивают белковые шипы из трех симметричных элементов.

    Один противовирусный продукт с тремя адекватно расположенными руками обязан быть в состоянии завоевать каждую часть каждого белка шипа, высокопрочно его связав. Этот геометрический подвиг покоится за пределами тамошнего, на что способна иммунная система человека.

    Слева: кончики белковых шипов почти всех вирусных белков состоят из трех симметричных элементов, одна выделена розовым. Справа: новейший трехрукий противогриппозный белок (синеватый) связывает шип вируса гриппа

    Тактика оформления сработала. Оптимальный трехрукий белок под заглавием Tri-HSB.1C сумел тесновато связываться с разнообразными штаммами гриппа. При внедрении мышам он а также давал полную защиту от летального вируса гриппа за счет маленький утраты веса. Ныне ученые пробуют применить те самые инструменты для Эбола.

    Пройдет не мало лет, до того как эти технологии будут одобрены для пользования на людях. Вобщем, может быть, ожидать придется и не эдак длительно.

    Вирусная диагностика

    Покрыв полоску бумаги трехруким бойцом с гриппом и наложив эталоны гриппа сверху, те самые ученые сумели найти присутствие вирусных поверхностных белков даже при максимально малорослых концентрациях. Эта проверка концепции может перевоплотиться в надежный и относительно доступный диагностический инструмент для полевого распознавания разнообразных вирусов в слюне либо крови. Как только и тест на беременность, картонная полоса могла бы выявлять грипп. Либо Эбола. Либо еще одну резво распространяющуюся по миру пандемию.

    В послании 2015 года в New England Journal of Medicine Билл Гейтс обрисовал отсутствие подготовки со стороны мирового общества как только «глобальный провал».

    «Возможно, единственной оптимальной новинкой опосля катастрофической эпидемии Эбола станет то, что она послужит нам звонистом пробуждения».

    Ежели всемирная вирусная эпидемия вроде испанки 1918 года опять нагрянет, антивирусное программное обеспечение может сыграть не последнюю роль и спасти миллионы жизней.