LLNL bergabung dengan Proyek Vaksin Manusia untuk mempercepat pengembangan vaksin dan pemahaman tentang respons imun – Majalah Time.com

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) telah bergabung dengan Human Vaccines Project (HVP) internasional, membawa keahlian Lab dan sumber daya komputasi ke konsorsium untuk membantu pengembangan vaksin virus corona universal dan meningkatkan pemahaman tentang respons imun.

HVP adalah kemitraan publik-swasta nirlaba dengan misi untuk memecahkan kode sistem kekebalan manusia dan mempercepat pengembangan vaksin dan imunoterapi di seluruh penyakit global utama. Proyek menyatukan pusat penelitian akademis terkemuka, mitra industri, organisasi nirlaba dan pemerintah untuk menjawab pertanyaan inti tentang bagaimana sistem kekebalan tubuh manusia melawan penyakit dan merintis era baru dalam kesehatan manusia.

Di bawah perjanjian tiga tahun dengan HVP, LLNL akan memanfaatkan pengetahuannya yang luas dalam respons penelitian vaksin — yang terbaru dari merancang antibodi dan antivirus baru. narkoba untuk COVID-19 — karyanya yang baru muncul pada kecerdasan buatan (AI) dan pemodelan komputasional dari respons imun dan sepsis, serta infrastruktur komputasi dan ilmuwannya, untuk membantu mempercepat pengembangan vaksin dan tindakan medis lainnya yang dapat melindungi dari ancaman pandemi. Vaksin atau terapi virus corona universal akan efektif melawan seluruh keluarga virus terkait, termasuk varian yang menjadi perhatian seperti Delta, dan tersedia “dipasarkan” untuk ditempatkan di area berisiko tinggi untuk mencegah penyakit parah dan menghindari pandemi di masa depan.

“Meskipun ada kemajuan yang mengesankan dalam hal mendiagnosis dan menyebarkan vaksin dalam waktu sesingkat satu tahun, bahkan biayanya tidak dapat diterima, dan ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mempercepat proses ini secara radikal dan mengurangi kerugian. dan penderitaan,” kata Shankar Sundaram, direktur Center for Bioengineering LLNL. “Menjadi pre-emptive dan ultra-cepat adalah tujuan kami, dan itu membutuhkan kemampuan teknis multi-disiplin canggih yang tidak ada saat ini. Sementara kemajuan luar biasa telah dicapai, kita harus bekerja dengan pakar domain untuk mencapai lompatan kuantum yang diperlukan untuk benar-benar siap dan memiliki respons tepat waktu yang tidak seserius apa yang kita miliki dengan COVID-19.”

Melalui konsorsium HVP, peneliti bioinformatika terkemuka bekerja dengan ilmuwan vaksin terkemuka untuk merancang, menerapkan, dan menganalisis keluaran dari studi ilmiah proyek tersebut. Mitra akademik saat ini termasuk Harvard TH Chan School of Public Health, La Jolla Institute for Immunology, University of California, San Diego dan Telethon Kids Institute dan perusahaan biofarmasi termasuk GlaxoSmithKline, AstraZeneca, Janssen, Moderna, Pfizer, Novavax dan Seqirus.

“Kami merasa terhormat untuk menyambut Lawrence Livermore National Laboratory ke jaringan Proyek Vaksin Manusia, di mana kami berfokus pada penguraian kode sistem kekebalan manusia untuk memajukan vaksin dan terapi generasi berikutnya untuk penyakit global utama,” kata Wayne Koff, presiden dan CEO HVP. “Kemampuan luas LLNL dalam superkomputer, pembelajaran mesin, dan pemodelan komputasi — baru-baru ini diterapkan untuk memajukan desain antibodi dan vaksin COVID-19 — ditambah dengan perangkat pemantauan kekebalan dan alat biologis sistem HVP yang komprehensif, menawarkan potensi nyata untuk memajukan pengembangan vaksin virus corona universal ke mencegah pandemi di masa depan.”

Ilmuwan LLNL menerapkan kecerdasan buatan untuk mengontrol respons imun dengan menggunakan data klinis untuk memandu pengembangan dan kalibrasi model berbasis agen respons imun bawaan. Pembelajaran penguatan kemudian digunakan untuk menghasilkan strategi pengobatan yang dapat ditafsirkan manusia untuk pasien yang disimulasikan. Gambar milik Dan Faissol/LLNL (dibuat di STRING).

Menggunakan alat seperti platform yang digerakkan oleh AI dan komputasi kinerja tinggi, para ilmuwan LLNL ingin membantu konsorsium HVP yang lebih luas secara lebih efisien mengeksplorasi ruang desain untuk vaksin dan berkontribusi untuk mengembangkan model sistem kekebalan manusia untuk memprediksi keamanan dan kemanjuran vaksin dengan lebih baik. dalam populasi yang beragam.

Selama pandemi COVID-19, para peneliti LLNL menggunakan superkomputer Lab dan platform pembelajaran mesin untuk melakukan pemodelan prediktif untuk desain obat terapeutik, memungkinkan penyaringan secara virtual antibodi dan molekul kecil sebagai kandidat obat potensial melawan virus SARS-CoV-2. Para peneliti berharap untuk meneruskan kesuksesan mereka dalam desain molekuler, melakukan uji coba virtual, dan secara eksperimental mensintesis kandidat obat dan antibodi untuk COVID-19 ke konsorsium. Peneliti LLNL – dalam a kolaborasi dengan University of Vermont — juga telah mendemonstrasikan kegunaan teknik AI canggih dalam mempelajari dan memprediksi respons imun bawaan manusia, mengidentifikasi kebijakan pengobatan yang lebih efektif untuk sepsis.

“Pekerjaan kami untuk mempercepat pengembangan antibodi dan vaksin baru dengan mengintegrasikan simulasi kinerja tinggi dengan metode pembelajaran mesin yang maju pesat melalui pekerjaan kami pada desain antibodi untuk COVID-19,” kata Jim Brase, wakil direktur asosiasi LLNL untuk Komputasi. “Bekerja dengan HVP, kami akan dapat memperluas upaya kami untuk mempersiapkan alat-alat baru ini untuk pandemi di masa depan dan untuk menerapkannya pada berbagai kebutuhan medis.”

LLNL tidak hanya berbagi tujuan yang sama dengan HVP untuk kepentingan dan dampak publik melalui ilmu pengetahuan dan teknologi canggih, tetapi tujuan konsorsium juga sejalan dengan beberapa tantangan misi utama Lab, termasuk biosekuriti dan mengurangi ancaman terhadap keamanan kesehatan, kata Pat Falcone, wakil LLNL direktur Sains dan Teknologi.

“Kami memiliki seperangkat alat yang unik dan mampu yang kami kembangkan dan terapkan untuk dampak transformatif di area misi kami sendiri, termasuk kesiapan untuk menghadapi tantangan masa depan yang mungkin mencakup pandemi dan ancaman hayati lainnya,” kata Falcone. “Kesempatan untuk menjadi bagian dari komunitas yang beragam seperti HVP memungkinkan kami untuk belajar lebih banyak dari para ahli di domain utama lainnya di bidang ini, berkontribusi untuk memahami desain imunologi dan vaksin, dan secara keseluruhan, untuk mempertajam alat dan pemahaman kami dalam bidang ilmiah yang penting. daerah.”

LLNL saat ini sedang mengeksplorasi konsep untuk vaksin virus corona universal yang didukung oleh pemahaman prediktif tentang respons kekebalan manusia. Ini bermaksud untuk terlibat dalam pertukaran ahli dan ide dengan HVP di tahun-tahun mendatang. Di bawah naungan konsorsium, Lab akan bekerja dengan sesama anggota HVP dan kelompok vaksin dan imunologi untuk mengembangkan proposal untuk pendanaan dari luar.

Sumber: LLNL