Ученые из Инженерной школы Джейкобса Университета Сан-Диего и Института Qualcomm разработали новый алгоритм прогнозирования генов, названный «MINING-D». Оказалось, что он может серьезно помочь исследователям в определении генетических ключей, которые лежат в основе симптомов коронавируса. Эта информация может стать особенно ценной на пути создания универсальной и эффективной вакцины.
Ученые сейчас могут получить более полное представление о том, как гены, составляющие основу нашей иммунной системы, формируют антитела для защиты от патогенов. Они также могут выяснить, почему некоторые люди имеют более эффективный иммунный ответ на инфекцию, а некоторые оказываются в тяжелом состоянии.
Результаты этого исследования станут незаменимыми, когда десятки групп экспертов из разных стран мира начнут тестировать потенциальные вакцины COVID-19 и обнаружат, что они помогают только одним пациентам и не являются действенными в отношении других больных. Возможно, секрет в том, что в иммунной системе некоторых людей происходят определенные мутации.
Эксперты утверждают, что, не зная иммунного состава, невозможно сказать, почему это сработало или не сработало. «MINING-D», в свою очередь, может помочь дать ответы на эти вопросы. В частности, так считает Павел Певзнер, профессор кафедры компьютерных наук и инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавтор статьи.
Всего существует три группы основных генов, которые отвечают за иммунный ответ пациента: V, D, J. Рассматриваемый алгоритм под названием «MINING-D» анализирует, каким образом происходит смешивание этих блоков, и как создаются антитела. Особого внимания, как отмечают эксперты, заслуживают гены D, которые, к сожалению, не изучены достаточно хорошо, но играют ключевую роль в формировании антител.
Новый механизм поможет исследователям изучить мутации в генах D, которые до этого момента были проблемой. Именно такого мнения придерживается Винну Бхардвадж, ведущий автор статьи и кандидат наук с кафедры электротехники и вычислительной техники и Qualcomm Institute в Калифорнийском университете Сан-Диего. Он утверждает, что результаты прежних исследований позволили понять, что некоторые виды таких генов используются более часто в ответ на инфекции, в то время как некоторые из них и вовсе не задействуются.
Когда патоген попадает в здоровое тело, оно запускает иммунный ответ, используя для этого гены и их мутации. Данный процесс у каждого человека протекает по-разному. Но в любом случае происходит формирование огромного количества антител. Их состав и количество постоянно меняется в соответствии с изменениями характера и поведения патогенов.
Следующим шагом ученых является сотрудничество с ведущими специалистами по иммуногеномике из Университета Луисвилла, которые начинают проводить исследования на пациентах с различной степенью тяжести COVID-19 (Яна Сафонова, соавтор статьи и постдокторский научный сотрудник отдела компьютерных наук и инженерии). Она утверждает, что с COVID-19, как и в случае с гриппом, мутация в гене под названием IGHV1-69 привела к снижению способности человека распознавать вирус и, следовательно, к неспособности вырабатывать иммунный ответ против него.
По мнению редакции портала новостей «Центропресс», создание вакцины против COVID-19 оказалась для мирового научного сообщества не таким простым делом, как казалось на первый взгляд. Для решения задачи требуется проведение огромного числа дополнительных исследований, однако эта комплексная работа мобилизовала все интеллектуальные ресурсы человечества и, вероятно, выведет науку на принципиально новый уровень.
