Ученые из Пхоханского университета науки и технологий совместно с коллегами из Вашингтонского университета разработали терапевтическую платформу, использующую искусственный интеллект для создания «наноклеток», которые имитируют структуры вирусов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
ИИ разработал «наноклетки», которые имитируют поведение вирусов
Ученые создали новую технологию генной терапии, которая имитирует структуру вирусов, с помощью искусственного интеллекта. Исследователи надеются, что «наноклетки» ускорят разработку генотерапии, а также приведут к прорывам в вакцинировании.
Freepik
Генотерапия — набор генно-инженерных и медицинских методов для внесения изменений в генетический аппарат — структуру, которая обеспечивает способность клетки к самовоспроизведению и передаче наследственной информации. Ее используют при лечении различных заболеваний.
Вирусы содержат уникальную белковую оболочку, которая позволяет удерживать генетический материал, а также проникать в клетки-хозяев, вызывая различные заболевания.
Ученые задались целью искусственно создать белок, который бы повторял сложную структуру вируса. Они разработали «наноклетки», доставляющие терапевтические гены к клеткам-мишеням. Однако исследователи столкнулись с проблемой: небольшой размер «наноклетки» ограничивал количество генетического материала, которое она могла передать. Еще одна дилемма — простое строение не было способно в точности воссоздать поведение вирусов и их структуру.
Тогда ученые прибегли к помощи искусственного интеллекта, который смог повторить строение и характеристику вирусов, и создал «наноклетки» тетраэдрической (треугольной пирамиды), октаэдрической (многогранника с восемью гранями) и икосаэдрической (многогранника из 20 правильных треугольников) форм.
Крио-ЭМ анализ спроектированных белковых «наноклеток»
Исследователи использовали электронную микроскопию, чтобы проверить работу клеток, созданных искусственным интеллектом. Ученые увидели, что они имели точные симметрические структуры вирусов, а также были способны доставлять терапевтические гены.
«Наноклетки» состоят из четырех типов искусственных белков, которые образуют более сложные структуры. Так, например, икосаэдрическая форма достигает 75 нанометров в диаметре, что позволяет ей удерживать в три раза больше генетического материала, нежели вирусы. Ученые надеются, что их открытие приведет к прогрессу в генотерапии.