Umělá inteligence pomáhá zabránit infekcím, jako je koronavirus

Počítače a umělá inteligence pomáhají vědcům předvídat výsledky testů léků a vakcín a usnadňují pátrání po zvířatech, jež jsou zdrojem nákazy, a odhalují skutečný rozsah epidemií.

Jaroslav Petr 29.2.2020
Umělá inteligence | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Umělá inteligence | foto: Reuters
Umělá inteligence

Po celém světě vědci usilovně hledají lék, který by chránil před novým čínským koronavirem COVID-19. Velké naděje vkládají do remdesiviru vyvinutého týmem českého chemika Tomáše Cihláře v americké firmě Gilead Sciences. Remdesivir měl léčit ebolu, ale zklamal. Lépe se osvědčil v testech proti koronaviru vyvolávajícímu onemocnění SARS. Tím se v roce 2003 nakazilo víc než osm tisíc lidí, z nichž bezmála osm set zemřelo. Remdesivir dokázal před tímto virem ochránit laboratorní myši.

Nyní američtí vědci otestovali remdesivir proti onemocnění MERS, jehož původcem je blízce příbuzný koronavirus. Chorobou MERS se od roku 2012 nakazilo přes 1300 lidí a víc než pět set mu podlehlo. V nových testech, jejichž výsledky zveřejnil vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Sciences, remdesivir ochránil plíce makaků nakažených virem MERS od závažného poškození. Tento medikament zabránil onemocnění, pokud jej opice dostaly aspoň 24 hodin před nákazou virem.

Vytřídění informací

Vědci jsou přesvědčeni, že podobně by mohl remdesivir zabírat proti koronaviru Covid-19. Ale stává se, že se lék osvědčí při léčbě zvířat a u člověka zklame. Douglas Brubaker a Douglas Lauffenburger z Massachusettského technologického institutu představili na stránkách předního vědeckého časopisu Science počítačové modely, které dokážou z výsledků testu léku na myších nebo jiných laboratorních zvířatech „vyčíst“, jak dobře bude lék působit v lidském organismu.

Počítače s umělou inteligencí se dokážou hromadou dat prokousat a vytřídí informační „zrna od plev“. Systém umělé inteligence díky tomu postihne zákonitosti, které lidskému mozku unikají. Na základě takto odhalených vztahů pak lze z dat získaných při testech na zvířatech „předvídat“ reakci lidského organismu na léčbu ještě před klinickými testy na pacientech.

Tyto modely nenahradí zkoušky léků na pacientech, ale mohou značně pomoci při výběru nejlepšího kandidáta na finální testy z několika nadějných léčivých látek. Model šetří vědcům nejen peníze, ale i čas. Nové počítačové modely používají jako vstupní údaje obrovské množství informací o odezvě zvířecího organismu na lék v aktivitě genů, produkci bílkovin, změnách metabolických pochodů i změnách chování. Vědci navíc mají k dispozici data ze zdravých a nemocných zvířat. Podobné informace získávají také od zdravých, nemocných i léčených lidí.

Počítače s umělou inteligencí se dokážou hromadou dat prokousat a vytřídí informační „zrna od plev“. Systém umělé inteligence díky tomu postihne zákonitosti, které lidskému mozku unikají. Na základě takto odhalených vztahů pak lze z dat získaných při testech na zvířatech „předvídat“ reakci lidského organismu na léčbu ještě před klinickými testy na pacientech. Nedávno se tak vědcům podařilo z dat nasbíraných při testování nové vakcíny H56 proti tuberkulóze na makacích a prvních dobrovolnících odhalit zákonitosti reakcí imunitního systému lidí a opic na očkování.

Počítačový model dovoluje určit z výsledků testu na opicích reakci lidských bílých krvinek (T-lymfocytů ovlivňujících imunitu) na novou, na lidech dosud netestovanou vakcínu. Vysoce účinnou očkovací látku proti tuberkulóze lidstvo naléhavě potřebuje. Na světě umírá na tuto chorobu každé tři minuty jeden člověk.

Přeskok na lidi ze zvířat

V boji s chorobami, jako je čínský koronavirus Covid-19, a v jejich prevenci hraje klíčovou roli odhalení zdroje nákazy. Dvě třetiny nových infekčních onemocnění „přeskočily“ na lidi ze zvířat. K chorobám „zvířecího původu“ označovaným jako zoonózy patří například ebola, ale také původci tří epidemií těžkých zápalů plic způsobených v 21. století koronaviry SARS, MERS a Covid19. Zvířata, z nichž viry pocházejí, nemusejí vykazovat žádné známky onemocnění. V případě koronavirů se ukázali zdrojem nákazy netopýři. Od nich putoval virus k lidem přes zvířecí „přestupní stanice“.

Virem SARS se infikovali lidé v Číně od šelem cibetek prodávaných na tržištích. Virus MERS přestoupil na člověka na Blízkém východě přes velbloudy. Zvířata, jež hostí v těle nový koronavirus Covid-19, se ještě nepodařilo určit. Z jeho genetické informace vědci vyčetli, že primárním zdrojem jsou zřejmě opět netopýři. Virus však musel projít další zvířecí „přestupní stanicí“. První zprávy, že virus pochází z hadů, většina expertů zavrhla. Přeskok ze studenokrevného plaza na teplokrevné savce je nepravděpodobný. Nově označili čínští vědci za rezervoárové živočichy luskouny.

Dvě třetiny nových infekčních onemocnění „přeskočily“ na lidi ze zvířat. K chorobám „zvířecího původu“ označovaným jako zoonózy patří například ebola, ale také původci tří epidemií těžkých zápalů plic způsobených v 21. století koronaviry SARS, MERS a Covid19. Zvířata, z nichž viry pocházejí, nemusejí vykazovat žádné známky onemocnění. V případě koronavirů se ukázali zdrojem nákazy netopýři.

Maso těchto savců s tělem pokrytým rohovitými šupinami konzumují Číňané jako lék. Tradiční čínská medicína ho doporučuje třeba matkám, jež mají problémy s kojením, ale i lidem trpícím různými neduhy. Také v pátrání po rezervoárech živočichů šířících zoonózy by mohly pomoci počítačové modely. Epidemiologové z Liverpoolské univerzity vedení Mayou Wardehovou použili umělou inteligenci ke zmapování cestiček, jimiž mohou k lidem putovat viry, bakterie a různí cizopasníci od 1242 druhů savců.

Dokázali z nich vybrat živočichy, kteří sehrávají v šíření zoonóz klíčové role, čímž vytvořili základ pro snadnější pátrání po zvířecích rezervoárech epidemií. Epidemiologické počítačové modely by mohly pomoci i při prognózách šíření nového koronaviru Covid-19. Vědci ale zatím nemají k dispozici klíčové parametry.

K těm patří například počet zdravých lidí, kteří se obvykle nakazí od jednoho nemocného. Zdá se, že v případě Covid-19 by to mohli být dva až čtyři lidé, což jsou poměry blízké šíření nákazy SARS v roce 2003. Koronaviry se proto neřadí k nejinfekčnějším virům. Jeden nemocný se spalničkami předá virus obvykle dvanácti až osmnácti zdravým lidem.

Počet příspěvků: 1, poslední 1.3.2020 09:32 Zobrazuji posledních 1 příspěvků.