Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) десятилетиями ускользал от ученых, затрудняя поиски вакцины. Новые исследования показывают, что вирус постоянно эволюционирует, создавая опасные комбинации, которые усложняют лечение.
ВИЧ способен оставаться в «спящем» состоянии в клетках, избегая воздействия лекарств и иммунной системы организма. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2023 году около 40 миллионов человек по всему миру живут с ВИЧ, 65% из них — в африканском регионе ВОЗ.
Научный сотрудник Школы медицины и стоматологии имени Шулиха (Schulich Medicine & Dentistry) и биоинформатик Абайоми Олабоде (Abayomi Olabode) использует методы машинного обучения и сетевого анализа для решения этих задач.
«Точное определение подтипов ВИЧ является ключом к созданию эффективных вакцин,» — говорит Олабоде, работающий над алгоритмом для классификации постоянно меняющихся штаммов вируса.
«Разработка вакцин долгое время основывалась на предположении, что вирус состоит из чистых штаммов. Однако недавние исследования показали, что многие из них представляют собой смесь различных штаммов. Такая рекомбинация может приводить к появлению новых вариантов, устойчивых к лекарствам, что усложняет их лечение.»
Олабоде сотрудничает с ведущими учеными в области лечения ВИЧ, устойчивости к лекарствам и точной медицины, включая Эрика Арта (Eric Arts), Ричарда Гибсона (Richard Gibson) и Мигеля Э. Киньонеса-Матеу (Miguel E. Quiñones-Mateu).
Использование социальных сетей для изучения ВИЧ
Олабоде получил международное признание благодаря исследованиям, опубликованным в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в 2022 году. В этой работе он применил методы машинного обучения и социальных сетей для изучения геномов ВИЧ.
Социальные сети, изначально разработанные для изучения человеческих связей, теперь помогают ученым расшифровать сложные взаимодействия вируса, открывая новые перспективы в борьбе с ВИЧ.
«Понимание этих закономерностей может дать ключ к созданию более эффективной вакцины,» — отмечает Олабоде, имеющий степень магистра в области молекулярной биологии и генетики, а также степень магистра общественного здравоохранения и доктора философии в области биоинформатики.
Олабоде и Арт исследуют методы «пробуждения» спящих вирусов в клетках, делая их уязвимыми для иммунной системы и лекарств. Алгоритм Олабоде сравнивает генетические последовательности ВИЧ-инфицированных людей с обширной базой данных для выявления общих эпитопов — фрагментов вируса, вызывающих иммунный ответ.
«Определение наиболее распространенных эпитопов является ключом к созданию эффективной и доступной вакцины,» — подчеркивает он.
Хотя персонализированные методы лечения остаются дорогими, анализ Олабоде направлен на поиск универсальных решений, применимых к различным популяциям, что в конечном итоге сделает лечение и профилактику ВИЧ более доступными.
«Пока точная медицина не станет более доступной, нам нужны общие подходы, которые работают для большинства людей,» — говорит Олабоде. «Цель — в конечном итоге адаптировать лечение, объединяя генетическую и иммунологическую информацию пациента с генетическим профилем вируса.»
Олабоде родился в Нигерии и с детства был окружен людьми, страдающими от инфекционных заболеваний, благодаря своему отцу, вирусологу и вакцинологу. Это стало источником вдохновения для его карьеры.
«Моя страсть к изучению ВИЧ возникла из-за огромного количества людей, страдающих от этой болезни,» — вспоминает Олабоде. «Пока лекарства не стали дешевле и доступнее, многие умирали.»
Во время обучения по молекулярной биологии Олабоде увлекся аналитическими аспектами исследований и получил степень доктора философии в области биоинформатики, сосредоточившись на устойчивости к лекарствам в ВИЧ и эволюции вирусов, представляющих общественную значимость. Приглашенный в Западный университет Эриком Артом, который также является его наставником, Олабоде стремится внести вклад в исследования, углубляющие наше понимание вируса и приближающие нас к его излечению.
«Знание о том, что мы продвигаемся к созданию лекарства или более эффективных методов лечения, невероятно вдохновляет. Каждый шаг приближает нас к улучшению жизни людей, страдающих от ВИЧ.»