Toen het coronavirus zich verspreidde, brak er in de hele wereld paniek uit. We hadden geen idee wat we moesten doen. Dat willen wetenschappers in de toekomst voorkomen. Daarom ontwikkelden ze een nieuwe, krachtige AI, die bestaande medicijnen aanwijst voor nieuwe virusuitbraken.
Wetenschappers van onder meer het Groningse UMCG en de New York University hebben een nieuwe methode ontwikkeld om geneesmiddelen te identificeren voor ‘hergebruik’ om zo sneller in te kunnen grijpen bij een volgende gezondheidscrisis. “Er is geen wondermiddel om de coronapandemie te verslaan. Er zijn wereldwijd miljoenen mensen aan de gevolgen van de ziekte overleden en ook al heeft het virus aan kracht ingeboet, nog steeds zorgt het voor vele doden en chronisch zieken en een grote druk op de volksgezondheid”, legt immunoloog Naomi Maria van de New York University uit.
Een stapje voor
“Het is ons echter gelukt om met behulp van deze AI-tool, in-vitrogegevens uit het lab en een aantal andere bronnen de SARS-CoV-2-infectie te modelleren. Met deze methode hebben we verschillende coronamedicijnen vastgesteld die nu al beschikbaar zijn en die we mogelijk effectief in kunnen zetten bij het bestrijden van een volgende uitbraak”, aldus de hoofdonderzoeker van de studie.
“We zijn het virus bij een toekomstige pandemie op deze manier een stapje voor. De zoektocht naar hergebruik van medicijnen is een aantrekkelijke en effectieve aanpak. Het van tevoren identificeren en selecteren van de beste kandidaten scheelt tijd, geld en veel experimenteel werk in het laboratorium”, zegt professor Bud Mishra. “Onze nieuwe methode zou de ontwikkeling van geneesmiddelen en de behandeling voor nieuwe ziektes aanzienlijk kunnen verbeteren en versnellen.”
De kracht van het coronavirus
Covid-19 heeft de wereld de afgelopen drie jaar totaal op z’n kop gezet. Mede door de vaccins, de dominantie van de mildere omikronvariant, het overheidsingrijpen en hygiëneregels is de impact van de ziekte verminderd. Toch blijft het coronavirus zich verspreiden en levens eisen. Er zijn in Nederland nog nooit zoveel coronadeeltjes in het rioolwater gemeten als afgelopen week. De volgende golf is dus in volle gang. Dat komt omdat het virus zo slim is en steeds weer nieuwe manieren vindt om ons aan te vallen. Daardoor is de traditionele manier om vaccins en geneesmiddelen te ontwikkelen minder effectief dan in het verleden. Vooral als mensen besmet zijn met corona en nog een ander virus, zoals het RS-, griep- of rhinovirus, is bestrijding lastig.
Het team erkent in de studie dat de medische wetenschap met de huidige methoden achter het virus en de feiten aanloopt, maar dat kan veranderen door de nieuwe AI-tool. Daarmee hoeft er in de toekomst geen tijd verloren te gaan aan onderzoek, ontwikkeling en productie van nieuwe medicijnen. Door bestaande medicijnen te hergebruiken kan de wereld direct terugvechten tegen een nieuw viraal gevaar.
De rollen zijn omgedraaid
De AI-tool heeft de naam PHENotype SIMulator (PHENSIM) gekregen. PHENSIM simuleert een weefselspecifieke infectie van gastheercellen van SARS-CoV-2 en laat een lange rij geneesmiddelen de revue passeren via in silico-experimenten, oftewel de razendsnelle doorrekening door de computer van de potentiële werking van bestaande medicijnen met behulp van slimme algoritmes. Het algoritme houdt rekening met geselecteerde lichaamscellen, cellijnen (een verzameling identieke cellen) en weefsels. Het kijkt naar de effecten en veranderingen van biomoleculen, zoals expressieve genen, eiwitten en microRNA, en berekent vervolgens de potentiële antivirale effecten.
Het team bevestigde de validiteit van de tool door de resultaten te vergelijken met recent gepubliceerde laboratoriumonderzoeken. Hieruit bleek eens te meer de kracht en nauwkeurigheid van PHENSIM bij het zoeken naar het meest effectieve medicijn voor een specifieke virusmutatie. Zo kunnen nieuwe pandemieën hopelijk in de kiem worden gesmoord, zelfs zonder nieuwe medicijnen te hoeven ontwikkelen.
