Il ruolo dell'intelligenza artificiale nello sviluppo di vaccini e farmaci

Il mondo della medicina cresce ogni anno che passa. I ricercatori hanno proposto nuove tecnologie per aiutare gli esperti di salute medica nella diagnosi e nel trattamento delle malattie . Il sistema diagnostico medico dell'età moderna dipende fortemente da macchine, software e sistemi esperti. Passeremo ora in rassegna il ruolo dell'intelligenza artificiale nello sviluppo di vaccini e nella scoperta di farmaci.

Se parliamo degli anni '50, è stato riferito che da centinaia a migliaia di americani hanno avuto grandi difficoltà a causa dell'infezione da morbillo . Tuttavia, nell'anno 2015, dopo lo sviluppo e l'uso continuo di vaccini, i casi segnalati non sono più di 191.

Vaccini: un'arma efficace contro le malattie

Non c'è dubbio che i vaccini siano una delle armi più potenti contro le malattie infettive. Ma il problema più grande è che impiegano anni per svilupparsi. Quando siamo nel mezzo dellapandemia COVID-19 , non possiamo aspettare così a lungo per l'arrivo di un vaccino.

Pertanto, è importante cercare alcune soluzioni moderne a questi problemi dell'età moderna. Uno dei migliori consigli degli esperti è quello di utilizzare l'apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale per lo sviluppo di vaccini. Sembra un'ottima idea; quindi, facciamo una discussione dettagliata su di esso.

Il concetto alla base dello sviluppo del vaccino

Quando parliamo della progettazione di un vaccino , ci sono fondamentalmente una serie di fattori coinvolti. È importante menzionare che i vaccini agiscono esponendo il tuo corpo a determinati tipi di agenti patogeni che possono essere utili per il tuo sistema immunitario per presentare una risposta rapida e robusta contro un tipo specifico di malattia in futuro.

I vaccini vecchi di un anno sono stati sviluppati principalmente utilizzando virus morti che sono stati osservati per essere più sicuri da usare, ma molte volte sono risultati inefficaci su virus con maggiori rischi per la sicurezza.

Come funzionano i nuovi vaccini

I vaccini sviluppati di recente dall'altra parte tendono a contenere una gamma specifica di componenti dei virus che sono considerati anche più efficaci e sicuri.

Ad esempio, il vaccino per l'epatite B conteneva proteine di superficie. Tuttavia, i futuri vaccini possono avere alcuni specifici frammenti di proteine virali. Indipendentemente dal tipo di procedure seguite per lo sviluppo di vaccini, l'obiettivo principale è includere alcuni componenti virali di natura immunogenica.

Ci si aspetta che siano altamente visibili al sistema immunitario e abbiano il potenziale per potenziarne l'azione. Potrebbe ulteriormente aiutare nello sviluppo di nuovi farmaci per trattare i sintomi della malattia nel corpo umano.

Utilizzo di intelligenza artificiale e apprendimento automatico per lo sviluppo di vaccini e farmaci

Negli ultimi anni, i ricercatori che lavorano nel campo dell'immunologia, dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico hanno studiato diverse proprietà dei virus che possono essere utilizzate per renderli immunogenici. Una delle proprietà chiave in cui parti specifiche del virus possono essere prese di mira dagli anticorpi :

• Le proteine prodotte dai linfociti B possono impedire l'ingresso virale nelle cellule inibendo la diffusione del virus nel corpo .
• Un'altra proprietà importante che richiede l'attenzione del ricercatore è quella che i frammenti di proteine virali possono essere presentati sulla superficie della cellula umana in modo che possa essere contrassegnata come infetta e quindi uccisa dai linfociti T.

Algoritmi di apprendimento automatico nel settore sanitario

Alcuni ricercatori hanno recentemente utilizzato algoritmi di apprendimento automatico per fare previsioni sulla forza delle proprietà per i frammenti virali. Questi modelli possono aiutare a scegliere le parti più efficaci dei virus che possono mostrare un comportamento immunogenico che devono essere incluse nel vaccino.

I modelli di intelligenza artificiale , machine learning e deep learning sono in grado di riconoscere modelli da enormi serie di esempi di formazione. L'esecuzione manuale di tali operazioni può richiedere molto tempo e anche essere complicata.

Ad esempio, gli immunologi hanno recentemente selezionato quasi un milione di frammenti proteici che devono essere presentati sulla superficie della cellula e sono visibili alle cellule T.

È difficile riconoscere quei frammenti dagli occhi umani per scegliere quello più efficace per la diagnosi di una specifica malattia. Ma i modelli di apprendimento automatico possono apprendere attraverso modelli contenenti milioni di campioni e costruiscono una comprensione automatica di quali proprietà o frammenti potrebbero essere più utili per un tipo specifico di diagnosi.

Intelligenza artificiale e vaccino Covid-19

Con la sua prima identificazione a Wuhan, in Cina, nel mese di dicembre 2019, Covid-19 ha iniziato a diffondersi nel mondo alla fine del mese di gennaio.

I ricercatori hanno utilizzato diversi modelli di apprendimento automatico per identificare i componenti immunogenici di questo terribile virus in modo che possano essere utilizzati per rilevare candidati vaccini efficaci.

Gli studi mostrano che i ricercatori hanno scansionato quasi tutte le proteine presenti su SARS-CoV-2 che è responsabile del virus Covid-19 con l'obiettivo di identificare le regioni che hanno forti bersagli anticorpali. Alcuni risultati mostrano che la proteina spike SARS-CoV-2 è abbastanza efficace da essere presa di mira dagli anticorpi e svolge un ruolo importante nell'ingresso del virus nelle cellule polmonari.

Sviluppo del vaccino Covid-19

Dopo aver ottenuto diversi risultati rilevanti per il virus Covid-19 utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale , molte aziende hanno ora avviato lo sviluppo del vaccino Covid-19. Tuttavia, molti altri studi di questo vaccino proposto sono ancora in sospeso che potrebbero richiedere qualche mese in più per confermare l' efficacia clinica del vaccino .

Non c'è dubbio che questa sia un'era precoce per la formazione di modelli di machine learning o deep learning per la progettazione di vaccini . Sebbene questi algoritmi siano molto efficaci nella gestione dei dati di addestramento, il set di dati limitato o più piccolo riduce l'efficienza della progettazione.

Gli studi rivelano che i modelli di intelligenza artificiale funzionano bene se utilizzati su una quantità enorme di dati in quanto aiuta a migliorare l'affidabilità della rete. Tuttavia, il processo potrebbe essere notevolmente migliorato nel prossimo futuro.

Come l'Intelligenza Artificiale accelera lo sviluppo del vaccino Covid-19

Grazie alla capacità delle tecnologie avanzate che potrebbero aiutare a eseguire simulazioni al computer rilevanti per i virus. I modelli completamente efficienti possono accelerare notevolmente il processo di progettazione e possono naturalmente aiutare a ridurre gli incidenti mortali in tutto il mondo.

È emozionante sentire che le tecnologie sono in grado di migliorare i risultati del sistema di diagnosi medica che potrebbe impedire al mondo gli impatti disastrosi di una pandemia.

Molti ricercatori stanno anche lavorando alla personalizzazione del modello per ottenere risultati migliori per la formazione di modelli correlati ai vaccini. Questi studi potrebbero ulteriormente aiutare nella scoperta di farmaci per migliorare la diagnosi e gli esiti del trattamento.

Ciò fornirà nuove opzioni sia ai medici che alle aziende mediche per sviluppare e ottimizzare i trattamenti per malattie specifiche.

Salute IT