Güney Kaliforniya Üniversitesi‘nden (USC) araştırmacılar, dakikalar hatta saniyeler içinde yeni potansiyel Covid-19 aşı adayları üretmek için inanılmaz derecede güçlü olan, AI destekli bir yöntemi açıkladılar.

USC Viterbi Mühendislik Okulu‘nda geliştirilen yeni süreç, giderek artan ölümcül mutasyonlarına karşı dünya çapında koronavirüs için halihazırda aşı üretmeye çalışanlar için bilgi savaşında önemli bir dönüm noktası olabilir.

USC ekibi, viral mutasyonları analiz ederek aşı analizini süresini kısaltmak için hızlı ve kolay bir şekilde uyarlanabilen yapay zekadan (AI) yararlandı.

Yöntem, virüsün potansiyel mutasyonlarını analiz etmek için kolayca uyarlanabilir ve mümkün olan en iyi aşıların hızlı bir şekilde tanımlanmasını sağlayan çözümleri içeriyor. Çalışmanın sonucu, makine öğrenme modellerinin bir zamanlar aylar veya yıllar süren aşı tasarım sürecini saniyeler ve dakikalar içinde gerçekleştirebileceğini söylüyor.

USC Viterbi‘de elektrik ve bilgisayar mühendisliği doçenti Paul Bogdan, “Bu virüsün özelliklerine uygulanan AI çerçevesi, aşı adaylarını saniyeler içinde sağlayabilir ve güvenlikten ödün vermeden önleyici tıbbi tedavilere ulaşmak için onları klinik deneylere hızla taşıyabilir" dedi. Tıp araştırmacılarının “Covid-19 dünya çapında mutasyon geçirirken koronavirüsün önünde ilerlemesine" imkan vereceğini de sözlerine ekledi.

Çalışma, SARS-CoV-2’ye (COVID-19’a neden olan virüs) uygulandığında, bilgisayar modeli, muhtemelen patojeni tedavi edebilecek ve en iyi seçenekleri belirleyebilecek bileşiklerin% 95’ini hızla ortadan kaldırdı.

Yapay zeka destekli yöntem, koronavirüse karşı işe yarayacak 26 potansiyel aşıyı öngördü. Bilim insanları, bunların içinden koronavirüsün bir konakçı hücreye bağlanmak ve nüfuz etmek için kullandığı sivri proteinlere saldırabilen çoklu epitop aşısı oluşturmak için en iyi 11’i belirlediler. Aşılar, virüsün çoğalma yeteneğini nötralize ederek, başak proteinini bozmak için bulaşma bölgesini veya epitopunu hedef alıyor.

Dahası, mühendisler yeni bir virüs için yeni bir çoklu epitop aşısını bir dakikadan daha kısa sürede oluşturabilir ve kalitesini bir saat içinde doğrulayabilir. Şu anki durumda virüsü kontrol etmeye yönelik mevcut süreçler, laboratuvarda patojenin büyümesini, devre dışı bırakılmasını ve hastalığa neden olan virüsün enjekte edilmesini gerektiriyor. Bu süreç zaman alıcıdır ve bir yıldan fazla sürer; bu arada hastalık da yayılmaya devam eder.

USC‘nin yapay zeka destekli yöntemi, pandeminin bu aşamasında, koronavirüs dünyadaki popülasyonlarda mutasyona uğradığından ötürü özellikle yararlı olacaktır. Bazı bilim insanları mutasyonların şu anda dağıtılmakta olan Pfizer ve Moderna‘nın aşılarının etkinliğini en aza indirebileceğinden endişe duyuyor. Birleşik Krallık, Güney Afrika ve Brezilya’da ortaya çıkan virüsün son varyantları daha kolay yayılıyor gibi görünüyor ve bilim insanları bunun hızla daha fazla vakaya, ölüme ve hastaneye yatırılmaya yol açacağını söylüyor.

Ayrıca, SARS-CoV-2’nin mevcut aşılar tarafından kontrol edilemez hale gelmesi veya ortaya çıkan diğer virüslerle başa çıkmak için yeni aşılara ihtiyaç duyulması halinde, yöntemin diğer önleyici mekanizmaları hızlı bir şekilde tasarlamak için kullanılabileceği de söyleniyor.

Çalışmada, USC bilim insanlarının yalnızca bir B hücresi epitopu ve bir T hücresi epitopu kullandığı açıklanırken, daha büyük bir veri kümesi ve daha olası kombinasyonların uygulanması ile daha kapsamlı ve daha hızlı bir aşı tasarım aracı geliştirilebilir deniliyor. Çalışmaya göre, yöntem veri kümesindeki 700.000’den fazla farklı proteinle doğru tahminler yapılabileceğini gösteriyor.

Çalışmayla ilgili yapılan bir diğer açıklamada, “Önerilen aşı tasarım çerçevesi, en sık gözlemlenen üç mutasyonun üstesinden gelebilir ve potansiyel olarak bilinmeyen diğer mutasyonlarla başa çıkmak için genişletilebilir" denildi.

Araştırma için ham veriler, dünyanın dört bir yanındaki bilim insanlarının diğer hastalıkların yanı sıra koronavirüs hakkında verileri derlediği İmmün Epitop Veritabanı (IEDB) adlı dev bir biyoinformatik veritabanından geliyor. IEDB, patojenik virüsler hakkında tamamlayıcı bir bilgi deposu olan Virüs Patojen Kaynağı ile birlikte yaklaşık 3.600 farklı türden 600.000’den fazla bilinen epitop içeriyor. SARS-CoV-2’nin genomu ve başak protein dizisi ise Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi‘nden geliyor.

Salgın şu ana kadar dünya çapında 87 milyon vakaya ve 1.88 milyondan fazla ölüme yol açtı. Pek çok ülkenin sosyal, mali ve politik dokusunu harap etti. Tıp camiası virüsün yeni varyantlarının ve mutasyonlarının şu anda dünya çapında uygulanmakta olan mevcut aşı nesline dirençli olacağından giderek daha fazla endişe duymaya başlarken gelen haber için bundan daha iyi bir zamanlama olamazdı.

Dahası, mevcut prototip sistem, aşı tasarımlarını geliştirmek için olası 700.000 proteinden yalnızca ikisini kullandı ve potansiyel olarak rakipsiz, sürekli uyum sağlayan bir aşı adayı cephaneliğinin kapısını da açmış oldu.