Ученые научили искусственный интеллект предсказывать мутации гриппа, коронавируса и ВИЧ

Ученые трех университетов объединились и придумали, как с помощью модели языкового анализа предсказать эволюцию COVID-19, обычного гриппа, а также вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Результаты их работы были опубликованы в на прошлой неделе в журнале Science.

Эволюция вируса

Любой вирус развивается, то есть мутирует. Недавний пример – британский штамм коронавируса. Но иммунная система и антитела могут не замечать некоторые мутации, такое  явление называется «уклонением вируса». Это свойство осложняет разработку противовирусных препаратов и вакцин.

Метод

Чтобы определить возможные сценарии мутации и уклонения вируса, ученые использовали метод машинного обучения, который применяется для анализа человеческого языка. Он состоит из двух компонентов: грамматический (или синтаксис) и содержательный (значение, семантика).

Ученые смоделировали возможные уклонения вируса с помощью алгоритмов. В результате они определили мутации, при которых вирус сохранял способность к инфицированию, но для иммунной системы выглядел иначе. Как если в предложении заменить слово, при этом само предложение остается грамматически и стилистически верным, но его смысл изменится.

Результаты

В ходе испытания ученые сравнили результаты смоделированных мутаций с уже известными мутациями вирусов и оценили их совпадение по шкале от 0,5 – самая низкая степень, а 1 – самое точное совпадение. Сравнение одной из известный мутаций COVID показало совпадение в 0,85, а для известных мутаций ВИЧ – 0,69.

Выводы

Исследование уже получило высокую оценку ряда ученых. По мнению авторов, понимание эволюции вируса и его изменчивости дает инструмент для прогнозирования мутаций, которые делают вирусы устойчивыми к лекарствам. А это в свою очередь расширяет возможности для разработки вакцин, препаратов и более эффективного лечения.