Bill gates mener, at der er tre største trusler mod vores art: atomkrig, klimaændringer og en anden global pandemi. I en tale ved en konference i München, der afsættes til pandemi-beredskab, porte mindet os om, at “den kendsgerning, at den globale pandemi er ikke sket i nyere historie, bør ikke tages som et hint om, at det ikke kommer til at ske i fremtiden.”
Hvis vi ønsker at være forberedt på det værste, siger gates, “den første og mest vigtige ting, vi er nødt til at opbygge et Arsenal af nye våben — vacciner, lægemidler og diagnostiske værktøjer”.
Nogle forskere nu bruger computere til dette formål.
Ud over immunitet
På trods af tilgængeligheden af influenza vaccinationer, world health organization rapporterer, at influenza er stadig ansvarlig for millioner af alvorlige tilfælde, og omkring en halv million dødsfald hvert år. Ufuldstændig effektiviteten af den årlige influenza vaccinationer, sammen med en lang produktionstid, og begrænset, har sagt, at nye metoder er nødvendige for at bekæmpe influenza.
Og dette er blot den sæsonmæssige influenza. En influenza-pandemi, som den spanske influenza i 1918 og igen kunne dræbe millioner af mennesker i et år.
Antistoffer er en naturlig del af immunforsvaret, er med helt i front af kampen mod virus. Jobbet af antistoffer til at identificere og fysisk fjerne ubuden gæst som influenza. Menneskelige antistoffer er bivalent, dvs, har to arme, der kan fange et mål.
Under mikroskopet influenza ligner en lille kugle med pigge. Med hjælp af pigge på overfladen er det trænger den menneskelige celle. Tæt klamrer sig til torne med den ene hånd, antistoffer kan forhindre indtrængen af partikler, der er influenza i celler. Men hvert år influenza hurtigt får mutationer i deres protein pigge, der fører til det faktum, at grådige hænder af vores antistoffer ikke kan genkende virus.
Forskere har ledt efter en universal influenza vaccine, der ikke vil have at genskabe hvert år. Som regel forsøger at gøre det omfatter etablering af ikke-overførbare dobbeltværelser penge i håb om, at de vil forberede den immunsystemet til at angribe, når den faste stamme af influenza-angreb. På trods af nogen fremskridt, har forskerne været i stand til at tvinge den immunsystemet til at beskytte mod alle stammer af influenza, og truslen om en global pandemi stadig.
Software mod influenza
Computer aided design af proteiner, der tilbyder en anden måde. I stedet for at stole på immunsystemet til at generere proteiner, antistoffer, der kan bekæmpe virus, computer simulering kan give dig mulighed for hurtigt at oprette antivirale proteiner, der kan udrydde en dødelig virus.
I modsætning til den vaccine, denne klasse af lægemidler, der kan tilpasses til behandling af en eksisterende infektion eller til at forebygge fremtidige. Og da disse designer proteiner, der er uafhængige af immunsystemet, deres potentiale afhænger ikke af immunsystemet — og det er nyttigt for svagt immunsystem, som er i høj risiko for infektion.
Computer antivirale proteiner arbejde på samme måde som den naturlige proteiner i vores immunsystem. Har overflader, der kemisk supplement til de mål, der er af antivirale proteiner nøje kan klamre sig til en specifik virus. Hvis proteinet er korrekt fastgjort til den virus, det fysisk kan blokere flytning af virus, der forhindrer infektion.
På grund af udviklingen af antivirale protein på den computer, du opretter den i laboratoriet og den efterfølgende indførelse i kroppen, er det muligt at digitalisere en del af immunsystemet.
I 2016, lavet på computeren de hvide var bedre end oseltamivir i redningen af mus fra dødelig infektion. En dosis af designer protein, der administreres internt, var mere effektive end 10 doser af Tamiflu, et stof, der anses for “væsentlige” i henhold til det, der for sin anti-influenza-handling. Desuden, disse computer antigrippoznye proteiner beskyttet mus fra forskellige stammer af influenza. Forsøg på at holde disse lovende resultater gennem FDA-godkendelse, der allerede er på vej.
I en nyligt offentliggjort artikel i Nature Biotechnology, forskere fra Institut for protein design på University of Washington gik endnu videre og viste en ny måde at bekæmpe influenza: de anvendte computermodeller til at skabe en helt ny type antiviralt protein med tre prehensile hænder.
Hvorfor tre? Det viser sig, at skallen af mange dødelige virus — influenza, Ebola og HIV opbygge protein pigge af tre symmetriske dele.
Et antiviralt lægemiddel med tre ordentligt fordelt hånd skal være i stand til at fange hver en del af hvert protein spike, der er fast bundet ham. Dette geometriske kunststykke er, end hvad han er i stand til det menneskelige immunsystem.
Til venstre: tips af protein pigge af mange virale proteiner består af tre symmetriske dele, en fremhævet i pink. Til højre: ny tre-handed anti-influenza-protein (blå) binder til spidsen af influenza-virus
Design strategi virkede. De bedste tre-handed protein kaldet Tri-HSB.1C kunne være tæt kontaktet med forskellige stammer af influenza. Når de gives til mus, og det gav også fuldstændig beskyttelse mod en dødelig influenza-virus på grund af et lille vægttab. Nu har forskere forsøger at bruge de samme værktøjer til Ebola.
Det vil tage mange år, før disse teknologier er godkendt til brug på mennesker. Det er dog muligt, at vente for ikke så længe.
Viral diagnostik
Dækker en strimmel papir tre-handed wrestler med influenza, og sætte prøver af influenza i toppen, det samme forskere var i stand til at påvise tilstedeværelsen af viral overflade proteiner, selv ved meget lave koncentrationer. Dette proof-of-concept kan forvandle sig til en pålidelig og tilgængelig diagnostisk værktøj for feltet definitioner af de forskellige virus i spyt eller blod. Som en graviditetstest, en strimmel af papir vil kunne identificere influenza. Eller Ebola. Eller en anden hurtigt breder sig over hele verden pandemi.
Budskabet i 2015 i New England Journal of Medicine, bill gates, der er beskrevet manglende forberedelse på den del af verdenssamfundet som en “global fiasko.”
“Måske den eneste gode nyhed efter den tragiske Ebola-epidemien er, at det vil tjene som en opfordring til at awakening”.
Hvis en global viral pandemi som den spanske influenza i 1918 og var på vej tilbage, antivirale software, kan spille en vigtig rolle og redde millioner af liv.
Computer aided design af antivirale proteiner, der kan forhindre, at den næste pandemi
Ilya Hel