AI ontdekt het 'kwetsbare punt' dat voorkomt dat virussen cellen binnendringen.

AI tìm ra 'tử huyệt' ngăn vi rút xâm nhập tế bào - Ảnh 1. — Amerikaanse wetenschappers gebruiken AI om de "cruciale schakelaar" te ontdekken die virussen blokkeert vlak voordat ze de cel binnendringen - Foto: FREEPIK

Wetenschappers van de Washington State University (VS) hebben een belangrijke doorbraak bereikt door kunstmatige intelligentie (AI) te gebruiken om een verborgen moleculaire "schakelaar" te identificeren waarop het herpesvirus vertrouwt om cellen binnen te dringen. Door deze zwakke plek te verstoren, slaagden ze erin infectie bij de ingang te voorkomen, wat nieuwe perspectieven opent voor toekomstige antivirale therapieën.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nanoscale, richt zich op het ontcijferen en neutraliseren van het mechanisme waarmee het virus cellen binnendringt. Professor Jin Liu, de hoofdauteur van de studie, merkte op dat virussen "slim" zijn, met een ongelooflijk complex proces van celtoegang waarbij talloze moleculaire interacties betrokken zijn. Binnen deze chaos zijn de meeste interacties slechts klein en onbeduidend, maar er zijn cruciale punten die bepalen of het virus overleeft.

Het onderzoeksteam concentreerde zich op het "fusie-eiwit"—het instrument dat herpesvirussen gebruiken om membranen te fuseren en gastcellen binnen te dringen. Vanwege de complexiteit en de flexibele vormveranderingsmogelijkheden van dit eiwit is de ontwikkeling van effectieve vaccins of behandelingen voor herpesvirussen al jarenlang een grote uitdaging voor de geneeskunde.

Om dit complexe probleem op te lossen, combineerden onderzoekers gedetailleerde moleculaire simulaties met machine learning-algoritmen. In plaats van duizenden experimenten met vallen en opstaan uit te voeren, gebruikten ze AI om duizenden potentiële interacties binnen de eiwitstructuur te analyseren en te filteren.

Deze technologie helpt hen ruissignalen te isoleren om het specifieke aminozuur te lokaliseren dat een "sleutelrol" speelt in het invasieproces van het virus.

Nadat de AI de strategische locatie had bepaald, ging het onderzoeksteam over tot praktijktesten in een microbiologisch laboratorium.

Door een gerichte mutatie in dat specifieke aminozuur aan te brengen, ontdekten ze dat het virus volledig ongeschikt werd om met celmembranen te fuseren. Daardoor werd het virus buitengesloten en kon het geen infectie meer veroorzaken.

Volgens professor Liu heeft de combinatie van theoretische en experimentele berekeningen opmerkelijke resultaten opgeleverd. Als wetenschappers uitsluitend zouden vertrouwen op traditionele methoden van vallen en opstaan om elke interactie afzonderlijk in het laboratorium te testen, zou het jaren kunnen duren om vergelijkbare resultaten te vinden. Door computers te gebruiken om de zoektocht te verfijnen, is aanzienlijk tijd en middelen bespaard.

Ondanks het vaststellen van deze cruciale zwakte, stelt het onderzoeksteam dat er nog veel te onderzoeken valt over hoe een kleine verandering op moleculair niveau een domino-effect kan hebben op de algehele structuur van het virale eiwit.

Dit succes heeft echter de kracht van AI in de biomedische wetenschap aangetoond en een compleet nieuwe richting geopend voor het ontwerpen van antivirale geneesmiddelen: van passief zoeken naar actief en nauwkeurig ontwerpen op basis van computersimulaties.

Reactie (0)