Anthropic ha chiesto a un modello di ricerca interno di Claude di progettare minibinder — piccole proteine che si attaccano strettamente a un bersaglio specifico — contro le neurotossine degli scorpioni. Su 211 design testati in laboratorio, 17 hanno passato i criteri di binding. Tutti i dati sono ora pubblici.
Non è un esperimento fine a sé stesso. Gli scorpioni pungono più di 1,2 milioni di persone all’anno, causando oltre 3.250 morti, soprattutto bambini in regioni con accesso limitato alle cure. Gli antiveleni tradizionali costano troppo da produrre, richiedono mesi di lavoro — migliaia di scorpioni munti, cavalli immunizzati, anticorpi purificati dal sangue — e spesso coprono solo una manciata di neurotossine. Per questo l’avvelenamento da scorpione è considerato una malattia tropicale trascurata.
Un prompt, quattro follow-up, 64 ore di lavoro autonomo
Il team di Anthropic, in collaborazione con Citrini Research, ha dato a Claude lo stesso prompt usato in uno studio precedente sui minibinder, modificato per il contesto scorpioni. Poi ha lasciato lavorare il modello, intervenendo solo con quattro prompt di follow-up nell’arco di 64 ore.
In quel tempo Claude ha analizzato i dati di ricerca, generato le figure e scritto il report finale. E soprattutto: ha prodotto 318.484 design di proteine, ne ha selezionati 180 per i test, e ha coordinato via email l’invio dei campioni a Twist Bioscience per la sintesi.
Il team ha aggiunto altri 31 design con l’aiuto di Claude, portando il totale a 211. Adaptyv Bio e Twist Bioscience li hanno testati in laboratorio per verificare il binding alle tossine. Diciassette design hanno superato i criteri. Non è un antiveleno completo, chiariamolo: nessuno ha ancora confermato che questi binder neutralizzino il veleno in ambiente cellulare. Ma è un primo passo credibile.
Cinque tossine, quattro continenti, zero precedenti
Claude ha lavorato su cinque neurotossine da quattro regioni: Messico (Cn2), Brasile (Ts1), Nord Africa (AaH I e AaH II), Medio Oriente (LqhIII). Tutte mirano ai canali del sodio, le grandi proteine nelle membrane nervose che permettono ai nervi di attivarsi. Quando una neurotossina si attacca, i nervi sparano a caso, liberando ondate di adrenalina e altre sostanze da stress. Nei casi gravi: insufficienza cardiaca, liquido nei polmoni, morte.
Per ogni tossina, Claude ha scelto cinque hotspot — posizioni di amminoacidi specifiche a cui i binder dovevano attaccarsi. Ha cercato le strutture nel Protein Data Bank e in AlphaFold, poi ha iniziato a progettare.
L’obiettivo principale era vedere se Claude potesse progettare binder contro singole tossine. Ma il team ha spinto oltre: binder che colpissero più tossine contemporaneamente. Un antiveleno universale con meno molecole è più economico e più facile da distribuire nelle regioni dove serve davvero. Le cinque tossine scelte condividono una struttura generale simile, ma le sequenze di amminoacidi sono identiche solo dal 26% al 62%: un test difficile.
Claude ha progettato quattro tipi di binder: contro ogni tossina singolarmente; contro le tossine β (Ts1 e Cn2); contro le tossine α (AaH II, AaH I, LqhIII); contro tutte e cinque insieme. I design multitossina non hanno funzionato: nessuno ha passato i criteri per più di una tossina. Può essere colpa del prompting, dei limiti degli strumenti di design disponibili, o della fattibilità biologica. O di tutto questo insieme.
Dodici strumenti, 553.052 coppie design-tossina, 10.000 ore GPU
Claude ha usato 12 strumenti di design per generare i 318.484 candidati. Ha filtrato tutto ciò che somigliava a una tossina o a una proteina nota. Ha co-folded e screenato 553.052 coppie design-tossina, predicendo la struttura di ogni coppia come un complesso unico. Il tutto è costato circa 10.000 ore GPU, molto più di quanto la maggior parte dei ricercatori abbia a disposizione. Anthropic ha però mostrato separatamente che un prompt semplificato con un singolo agente e una singola GPU in 24 ore raggiunge punteggi in silico comparabili.
Dei 211 design testati, 17 hanno superato i criteri: sette contro Cn2, quattro contro AaH II, quattro contro AaH I, due contro LqhIII. Tra i 60 design single-toxin, 11 erano binder (18%), un tasso coerente con le campagne di protein design tipiche, compreso il lavoro precedente di Anthropic.
Test in laboratorio: due formati, criteri severi
I design sono stati testati da Adaptyv Bio e Twist Bioscience in formati diversi. Adaptyv li ha espressi in un sistema cell-free — macchinari di produzione proteica estratti da batteri, non cellule vive. Twist li ha espressi in cellule di mammifero (cellule renali umane) come fusioni a Fc, lo stelo di un anticorpo. Due approcci complementari per misurare lo stesso processo di binding.
Entrambi i lab hanno misurato il binding tramite surface plasmon resonance (SPR). La tossina scorre sopra il design mentre lo strumento traccia in tempo reale quanto velocemente si lega e si stacca, producendo una misura chiamata costante di dissociazione (KD). Più basso il KD, più forte il legame.
I criteri per classificare un design come binder erano severi: doveva mostrare evidenza di binding contro quella tossina in ogni replica in entrambi i lab, con ogni KD pari o inferiore a 1 µM. Doveva inoltre mostrare zero segnale contro CLEC12A, una proteina umana non correlata usata per misurare il binding off-target.
I binder Cn2 competono con un anticorpo neutralizzante
I due binder più forti — Cn2-B1 e Cn2-B2 — prendono di mira Cn2, una neurotossina dello scorpione messicano Centruroides noxius. Entrambi si sono legati strettamente a Cn2 in entrambi i lab, con affinità (KD) nell’ordine dei nanomolari a una cifra. Tre molecole simili hanno riportato affinità sotto 1 nM contro Cn2 o AaH II e hanno protetto i topi dalle tossine: rispetto a quello standard, questi numeri reggono.
Gli esperimenti di competizione suggeriscono che i binder Cn2 di Claude si attaccano sullo stesso epitopo di un anticorpo chiamato LR, che ha dimostrato di neutralizzare Cn2 nei topi. Il sito di binding di LR copre la parte di Cn2 che si attacca al canale del sodio e causa il malfunzionamento nervoso. Cn2-B1 e Cn2-B2 non sono stati testati in ambiente cellulare o in animali vivi, ma il fatto che competano con LR suggerisce che probabilmente neutralizzeranno Cn2.
Un binder non è un farmaco
I risultati mostrano binding solo contro tossine ricombinanti, cresciute in laboratorio dal gene di ogni tossina, non purificate dal veleno. Nessun design è stato testato per la neutralizzazione in vitro o per l’efficacia in vivo.
Se Anthropic volesse portare un design verso una terapia, Cn2-B1 sarebbe uno dei candidati più forti. Prima servirebbe però confermare che si lega anche alla tossina purificata dal veleno, poi valutarlo con registrazioni patch-clamp per vedere se blocca davvero l’azione della tossina sul canale del sodio, poi testarlo nei topi. E oltre a neutralizzare la tossina, un trattamento deve essere sicuro, stabile, economico, disponibile dove avvengono le punture. Raggiungere i pazienti richiede cooperazione da clinici, finanziatori, policymaker.
Progettare binder credibili contro cinque tossine in parallelo, in pochi giorni, resta una dimostrazione concreta di quello che l’AI può fare nella scoperta terapeutica, specialmente per malattie trascurate come gli avvelenamenti animali, che mancano di innovazione da decenni per via dei bassi incentivi commerciali.
Anthropic ha rilasciato tutti i 211 design e i loro dati di binding perché altri ricercatori possano costruire su questo lavoro. Il vero impatto non sarà progettare un binder, ma trasformarlo in un farmaco sicuro e accessibile, che arrivi davvero dove serve.
