In een wereld waarin pandemieën en virusvarianten wereldwijde crisissen kunnen veroorzaken, is het voorspellen van virale mutaties van cruciaal belang. Teams van onderzoekers van de Harvard Medical School en de Universiteit van Oxford hebben onlangs een belangrijke stap voorwaarts gezet op dit gebied met de ontwikkeling van EVEscape, een op artificiële intelligentie gebaseerd model dat virusvarianten kan voorspellen voordat ze zich voordoen. Hun werk werd op 11 oktober gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Virusvarianten, die genetisch gemuteerd zijn ten opzichte van hun oorspronkelijke vorm, kunnen verschillende eigenschappen hebben en met name invloed hebben op de overdracht en ernst van de ziekten die ze veroorzaken. Zo heeft bijvoorbeeld SARS-CoV-2, dat covid-19 veroorzaakt, sinds het voor het eerst werd geïdentificeerd talloze varianten gekend, die soms de effectiviteit van beschikbare behandelingen en vaccins hebben veranderd.
EVEscape: anticiperen op virale mutaties
Het EVEscape-model is gebaseerd op het in 2021 gepubliceerde EVE-model, dat menselijke genetische varianten kan interpreteren als goedaardig of pathogeen. Om de uitdagingen van de covid-19-pandemie aan te gaan, hebben de onderzoekers EVE zo ontwikkeld dat het ook kan anticiperen op SARS-CoV-2-varianten. Nicole Thadani, co-lead auteur, beschrijft de flexibiliteit van dit model, dat biologische en historische informatie gebruikt om potentiële virusmutaties te voorspellen.
Een hulpmiddel voor het voorspellen en voorkomen van epidemieën
Sinds de implementatie heeft EVEscape, waarvan de code beschikbaar is gesteld aan de wetenschappelijke gemeenschap, elke week "tienduizenden nieuwe mutaties" in SARS-CoV-2 geanalyseerd en de mutaties geïdentificeerd die het potentieel hebben om problematisch te worden. Daarnaast stellen de onderzoekers een tweewekelijkse classificatie van nieuwe mutaties in het virus beschikbaar aan het publiek en werken ze samen met wereldwijde organisaties zoals de Wereldgezondheidsorganisatie.
De veelzijdigheid van EVEscape stopt niet bij SARS-CoV-2. Het model wordt momenteel getest om mutaties in influenza en HIV te voorspellen, met toekomstige focus op het Lassa- en Nipah-virus, die beide pandemisch potentieel hebben. Het doel is om een krachtig en veelzijdig instrument te ontwikkelen waarmee verschillende virale bedreigingen effectiever geanticipeerd en bestreden kunnen worden.
De invloed van klimaatverandering
In de context van klimaatverandering, waarbij door het ontdooien van permafrost onbekende virussen kunnen vrijkomen, zou EVEscape een waardevolle bondgenoot kunnen blijken. Door te anticiperen op mutaties in deze tot nu toe onontdekte virussen zou het mogelijk kunnen zijn om vooraf interventie- en preventiestrategieën voor te bereiden voor ziekten die onderzoekers nog niet kennen.
