Han fik Nobelprisen i kemi sidste år, og nu er hans idé om at designe proteiner via en kunstig intelligens på vej til at kunne redde millioner af mennesker.
Nobelprisvinder David Baker fra University of Washington School of Medicine har sammen med bl.a. Timothy Patrick Jenkins fra DTU designet nye proteiner, der binder sig til – og neutraliserer – giftstoffer fra dødelige kobraer.
Ifølge WHO rammer giftige slangebid mellem 1,8 og 2,7 millioner mennesker hvert år, hvilket fører til omkring 100.000 dødsfald og tre gange så mange permanente handicap, herunder mistede lemmer.
I øjeblikket er de eneste modgifte, der bruges til at behandle ofre for slangebid, udvundet af blodplasma fra immuniserede dyr.
Det er en ikke særlig hensigtmæssig metode. Det er dyrt, efektiviteten er begrænser, og der er en række bivirkninger. Ydermere skal modgifte mod slangebid målrettes de enkelte slangearter, da dyrenes gift er meget forskellige.
En slangegift er en yderst kompleks blanding, der som sagt er forskellige fra art til art. Forskerne har derfor i første omgang fokuseret på en klasse af slangeproteiner kaldet trefingertoksiner, som ofte er årsagen bag, når modgifte baseret på immuniserede dyr ikke virker.
Disse toksiner har en tendens til at undvige immunsystemet, hvilket gør plasmaafledte behandlinger ineffektive.
De AI-genererede molekyler giver heller ikke fuld beskyttelse mod slangegift, men er tæt på. I mus er overlevelsesrate 80-100 procent, afhængigt af den nøjagtige dosis, toksinet og det designede protein.
At skabe proteiner, der klæber til og deaktiverer slangetoksiner, kan også give fordele i forhold til traditionelle behandlinger. De nye antitoksiner kan fremstilles ved hjælp af mikrober, så man undgår traditionel immunisering af dyr og potentielt kan skære ned på produktionsomkostningerne.
Men der er flere fordele, forklarer Timothy Patrick Jenkins, lektor ved DTU Bioengineering:
– Det mest bemærkelsesværdige resultat er den imponerende beskyttelse overfor neurotoksiner, som vores proteiner gav musene. Men en ekstra fordel ved disse designede proteiner er, at de er små – faktisk så små, at vi forventer, at de vil trænge bedre ind i vævet og potentielt neutralisere toksinerne hurtigere end de nuværende antistoffer. Og fordi proteinerne udelukkende blev skabt på computeren ved hjælp af AI-drevet software, kan vi dramatisk reducere den tid, der bliver brugt i opdagelsesfasen.
Trods de gode resultater, vil de traditionelle metoder stadig være de mest udbredte et stykke tid endnu. De designede antitoksiner vil ii første omgang være supplerende til de eksisterende midler – eller de kan forstærke virkningen af dem.
Selvom der lige nu er fokus på slangegifte, kan metoden anvendes til mange andre sygdomme. Fx virusinfektioner. Udover at de potentielt virker langt mere effektivt, kræver proteindesign via computere lngt færre ressourcer en den traditionelle laboratoriebaserede metode.
Læs artiklen i Nature om den nye slangemodgift
Kilde: DTU
