Panzehir araştırmalarını hızlandırabilecek bir gelişmede, Claude yalnızca 64 saatte 318.000’den fazla protein tasarımı oluşturdu. Bu tasarımlardan 17’si, tehlikeli akrep nörotoksinlerine karşı yapılan laboratuvar bağlanma testlerini geçti.
Citrini Research’ün katkısı, Adaptyv Bio ve Twist Bioscience’ın laboratuvar testleriyle yürütülen araştırmada, seçilen 211 tasarım test edildi ve bunlardan 17’si katı bağlanma kriterlerini karşıladı. En güçlü adaylar, bir Meksika akrebi toksinine tek haneli nanomolar afiniteyle bağlanarak sıkı bir moleküler etkileşime işaret etti.
Sonuçlar, kullanıma hazır bir tedaviden ziyade, potansiyel bir panzehir geliştirilmesi yolunda atılmış ilk adımlardan birini temsil ediyor.
Binlerce Protein Tarandı
Akrep sokmaları dünya genelinde her yıl en az 1,2 milyon insanı etkiliyor ve başta tıbbi bakıma erişimi kısıtlı bölgelerdeki çocuklar olmak üzere 3.250’den fazla can kaybına yol açıyor.
Mevcut antivenomlar çoğunlukla atlar da dahil olmak üzere hayvanların zehirle aşılanması ve kanlarından antikorların ayrıştırılması yoluyla üretiliyor. Üretim aylarca sürebiliyor ve tedaviler yalnızca sınırlı bir toksin yelpazesine karşı etkili olabiliyor.
Bu kısıtlamaları gidermek amacıyla Anthropic, kurum içi bir Claude araştırma modelini belirli hedeflere bağlanmak üzere tasarlanan küçük proteinler olan minibinder’ları tasarlamakla görevlendirdi. Proje, Meksika, Brezilya, Kuzey Afrika ve Orta Doğu’da bulunan akreplerin beş nörotoksinine odaklandı.
Büyük ölçüde otonom çalışan Claude, 318.484 aday üretmek ve 553.052 protein-toksin çiftini bilgisayar ortamında taramak için 12 protein tasarım aracı kullandı. Çalışma yaklaşık 10.000 GPU saati tüketti.
İlk komutun ve dört takip adımının ardından Claude, laboratuvar testleri için 180 tasarım seçti. Araştırmacılar daha sonra modelin yardımıyla 31 tasarım daha ekledi.
Ortaya çıkan 211 aday, tekil toksinleri hedeflemek üzere tasarlanan proteinlerin yanı sıra birden fazla toksine aynı anda bağlanması amaçlanan diğer proteinleri de kapsıyordu.
Adaptyv Bio ve Twist Bioscience, proteinleri farklı laboratuvar yöntemleri kullanarak üretti. Her iki şirket de bağlanmayı, moleküllerin ne kadar güçlü bağlandığını ve ne kadar hızlı ayrıldığını izleyen bir teknik olan yüzey plazmon rezonansı ile ölçtü.
Yeterlilik kazanabilmek adına her adayın her iki laboratuvarda da tutarlı bağlanma göstermesi, belirlenen bir afinite eşiğini karşılaması ve kontrol amacıyla kullanılan bağlantısız bir insan proteinine tespit edilebilir herhangi bir bağlanma sergilememesi gerekiyordu.
Güçlü Bağlanma, Netleşmemiş Koruma
Meksika akrebi toksini Cn2’ye karşı yedi, AaH I ve AaH II’ye karşı dörder ve LqhIII’e karşı iki tasarım da dahil olmak üzere 17 tasarım bu gereksinimleri karşıladı. Çoklu toksin tasarımlarının hiçbiri birden fazla toksine karşı başarıyla yeterlilik kazanamadı.
Tekil toksinler için özel olarak geliştirilen 60 tasarım arasından 11’i başarılı oldu; bu da yaklaşık %18’lik bir başarı oranı demek.
Öne çıkan iki aday olan Cn2-B1 ve Cn2-B2, bilhassa güçlü bağlanma gösterdi. Rekabet deneyleri, bu adayların daha önce farelerde Cn2’yi nötralize ettiği gösterilen bir antikorla aynı bölgenin yakınına bağlandığına işaret etti.
Yine de araştırmacılar bağlanmayı akreplerden çıkarılan zehir yerine yalnızca laboratuvarda üretilen toksinlere karşı test etti. Adayların hücrelerdeki toksin aktivitesini engelleyip engelleyemeyeceğini veya hayvanları koruyup koruyamayacağını henüz belirlemediler.
Klinik geliştirme aşamasının değerlendirilebilmesi için zehir nötralizasyonu, güvenlik, kararlılık ve terapötik etkinliğin daha ileri testlerle incelenmesi gerekecek.
Anthropic, sonraki araştırmaları desteklemek amacıyla 211 tasarımın tamamını, tahmin edilen yapıları ve deneysel sonuçları erişime açıyor. Şirket bulgularını hakemli bir dergi makalesi yerine teknik bir raporda ayrıntılandırdı.
Kaynak: https://interestingengineering.com/ai-robotics/claude-scorpion-toxin-protein-binders
