Новые векторы для генной терапии сгенерировали при помощи машинного обучения
Специалисты рассказали о новой технологии применения аденоассоциированных вирусов
Ученые из США применили метод машинного обучения и разработали множество вариантов для аденоассоциированного вируса. Известно, что он широко применяется в генной терапии. Научная работа появилась в журнале Nature Biotechnology.
Чтобы использовать аденоассоциированный вирус в качестве вектора для генной терапии, необходимо частично лишить его генетической информации и заменить ее на ту, которая поможет в лечении. Ученые стремятся изменить внешнюю белковую оболочку (капсид) вируса. Белки капсида определяют специфику терапии для различных тканей организма.
Для создания средства, направленного на воздействие определенной ткани организма, капсид вируса должен обладать повышенной способностью заражать клетки конкретной ткани или отдельного органа. Капсид также необходимо изменить таким образом, чтобы он не был заметен для иммунитета. Дело в том, что, если иммунная система человека уже знакома с используемым видом аденоассоциированного вируса, лечение может оказаться неэффективным.
Специалисты из Гарвардского университета создали систему машинного обучения, способную генерировать уникальный дизайн вирусных частиц, а также оценивать его эффективность. В рамках исследования они использовали участок длиной в 28 аминокислот, включающий в себя участки, способные распознавать вирус. Для испытания модели ученые вносили изменение в каждую из 28 аминокислот в капсидном белке, а также использовали несколько мутаций одновременно. Жизнеспособность вирусных частиц в первой группе составила 58%, во второй — 10%. Третья группа вирусных клеток была создана на основе подбора случайных мутаций из обеих групп. 58,1% от дизайнов вирусов, составленных алгоритмом, обладали достаточной функциональностью и жизнеспособностью. При этом у более чем 57 тыс. сформированных последовательностей оказалось от 12 до 29 мутаций.
По словам исследователей, многие из составленных вариантов аденоассоциированных вирусов могут стать кандидатами в векторы для проведения генной терапии. Специалисты надеются, что такие вирусы будут обладать необходимым набором характеристик, чтобы их легко можно было производить в промышленных масштабах.