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Estudo usa IA para prever mutações da covid-19 e aprimorar vacinas

Imagem de microscópio mostra o coronavírus em paciente infectado - National Institutes of Health / AFP
Imagem de microscópio mostra o coronavírus em paciente infectado Imagem: National Institutes of Health / AFP

Felipe Oliveira

Colaboração para Tilt

06/02/2021 15h07

Uma das maiores preocupações recentes com a covid-19 são as mutações do coronavírus, como as do Reino Unido ou no Amazonas. Elas podem atrapalhar no desenvolvimento de vacinas para combater a doença. Mas um novo estudo da Universidade do Sul da Califórnia (USC) promete resolver este problema.

Cientistas temem que as mutações possam minimizar a eficácia das vacinas. Além disso, as variantes parecem se espalhar mais rapidamente, o que levaria a mais hospitalizações e, consequentemente, a mais mortes.

Usando inteligência artificial (IA), a equipe da USC desenvolveu um método que seria facilmente adaptável para analisar possíveis mutações do vírus, permitindo que as melhores vacinas sejam rapidamente encontradas. O estudo foi publicado na revista "Nature".

"Essa estrutura de IA (...) pode fornecer vacinas candidatas em segundos e levá-las a testes clínicos rapidamente para obter terapias médicas preventivas sem comprometer a segurança", afirmou Paul Bogdan, professor de engenharia elétrica e de computação do USC Viterbi e um dos autores do estudo. "Além disso, isso pode ser adaptado para nos ajudar a ficar à frente do coronavírus, pois ele sofre mutações em todo o mundo", completou.

O modelo de aprendizado de máquina desenvolvido pela equipe pode realizar ciclos de projeção de vacinas que antes levavam meses ou anos "em questão de segundos ou minutos", aponta o estudo. Quando o modelo foi aplicado ao SARS-CoV-2, responsável pela covid-19, ele conseguiu eliminar 95% dos compostos que poderiam ter tratado o patógeno e localizou as melhores opções.

Durante o levantamento, a inteligência artificial previu 26 vacinas potenciais que funcionariam contra o coronavírus. Desse número, os cientistas identificaram as 11 melhores, capazes de atacar as proteínas de pico que o vírus usa para se ligar e penetrar em uma célula hospedeira.

Os dados da pesquisa vieram de um gigantesco banco de dados no qual cientistas do mundo todo compilam detalhes sobre o coronavírus.

Desenvolver vacinas que ataquem as proteínas de pico seria muito importante para neutralizar a capacidade do vírus de se replicar. Além disso, o método é especialmente útil durante o estágio atual da pandemia, já que o coronavírus começa a sofrer mutações em populações em todo o mundo.

De acordo com Paul Bogdan, o método assistido por IA pode ser usado para criar rapidamente mecanismos preventivos, em caso das mutações no SARS-Cov-2 tornarem as vacinas ineficazes.

O estudo estima que o método pode realizar previsões precisas com mais de 700 mil proteínas diferentes no conjunto de dados. "A estrutura de design de vacina proposta pode lidar com as três mutações mais frequentemente observadas e ser estendida para lidar com outras mutações potencialmente desconhecidas", disse Bogdan.