Penyelidik telah membangunkan platform AI terobosan yang boleh mereka bentuk protein dalam masa beberapa minggu untuk membantu sel T menyasarkan dan menghapuskan sel-sel kanser dengan tepat, dengan ketara mempercepatkan garis masa untuk membangunkan rawatan kanser baharu.
Penyelidik telah membangunkan platform berasaskan AI yang inovatif yang boleh mengubah rawatan kanser ketepatan, dengan ketara mengurangkan masa yang diperlukan untuk membangunkan protein terapeutik baharu.
Cara, diterbitkan dalam jurnal Science, mempamerkan keupayaan kecerdasan buatan untuk mereka bentuk "peluru berpandu" molekul yang membekali sel T - komponen kritikal sistem imun - untuk menyasarkan dan memusnahkan sel kanser dengan berkesan. Kemajuan ini boleh mengurangkan masa pembangunan untuk protein rawatan kanser baharu daripada tahun kepada beberapa minggu sahaja.
"Kami pada dasarnya mencipta satu set mata baru untuk sistem imun," kata pengarang terakhir Timothy P. Jenkins, seorang profesor bersekutu di Universiti Teknikal Denmark (DTU), dalam satu siaran berita. "Kaedah semasa untuk rawatan kanser individu adalah berdasarkan mencari reseptor sel T yang dipanggil dalam sistem imun pesakit atau penderma yang boleh digunakan untuk rawatan. Ini adalah proses yang sangat memakan masa dan mencabar. Platform kami mereka bentuk kunci molekul untuk menyasarkan sel kanser menggunakan platform AI, dan ia melakukannya pada kelajuan yang luar biasa, supaya molekul plumbum baharu boleh siap dalam masa 4-6 minggu."
Platform AI perintis adalah cetusan idea usaha sama antara penyelidik di DTU dan Institut Penyelidikan Scripps di Amerika Syarikat. Matlamat mereka adalah untuk menyelaraskan salah satu cabaran paling mendesak dalam imunoterapi kanser: mereka bentuk rawatan yang disasarkan yang menyerang sel tumor dengan tepat tanpa merosakkan tisu yang sihat.
Biasanya, sel T mengesan sel kanser dengan mengenali serpihan protein tertentu, atau peptida, yang dibentangkan pada permukaan sel oleh molekul yang dipanggil kompleks histokompatibiliti utama peptida (pMHCs). Walau bagaimanapun, menghasilkan protein terapeutik yang memanfaatkan proses semula jadi ini terkenal lambat dan kompleks kerana kebolehubahan dalam reseptor sel T setiap pesakit.
Dalam kajian itu, keberkesanan platform telah diuji pada sasaran kanser yang dikenali dengan baik dipanggil NY-ESO-1, yang lazim dalam pelbagai jenis kanser. Dengan mereka bentuk pengikat mini yang terikat rapat dengan molekul NY-ESO-1 pMHC, para penyelidik mencipta sel T yang diubah suai yang dinamakan sel 'IMPAC-T', yang berjaya mengarahkan sel T untuk membunuh sel kanser dalam eksperimen makmal.
"Amat menarik untuk mengambil pengikat mini ini, yang dicipta sepenuhnya pada komputer, dan melihatnya berfungsi dengan begitu berkesan di makmal," tambah pengarang bersama Kristoffer Haurum Johansen, penyelidik pasca doktoral di DTU.
Pasukan penyelidik juga menunjukkan kepelbagaian platform dengan mereka bentuk pengikat untuk sasaran kanser dalam pesakit melanoma metastatik. Ini menunjukkan potensi kaedah untuk membangunkan imunoterapi yang diperibadikan terhadap pelbagai sasaran kanser.
Inovasi penting dalam proses ini ialah pembangunan "pemeriksaan keselamatan maya." Menggunakan AI, para penyelidik menapis pengikat mini yang direka terhadap molekul pMHC pada sel yang sihat untuk menghapuskan mereka yang mungkin menyebabkan kesan sampingan yang buruk. Langkah pencegahan ini bertujuan untuk meningkatkan keselamatan dan keberkesanan rawatan yang terhasil.
"Ketepatan dalam rawatan kanser adalah penting. Dengan meramalkan dan menolak tindak balas silang yang sudah ada dalam fasa reka bentuk, kami dapat mengurangkan risiko yang berkaitan dengan protein yang direka dan meningkatkan kemungkinan mereka bentuk terapi yang selamat dan berkesan," tambah pengarang bersama Sine Reker Hadrup, seorang profesor DTU.
Walaupun teknologi ini masih dalam fasa percubaan, Jenkins menjangkakan ia boleh bersedia untuk ujian klinikal awal manusia dalam tempoh lima tahun. Proses rawatan akan melibatkan pengambilan darah daripada pesakit, mengubah suai sel T mereka dengan pengikat mini rekaan AI dalam makmal, dan kemudian memasukkan semula sel imun yang dipertingkatkan semula ke dalam pesakit. Sel T yang diubah suai ini akan bertindak seperti peluru berpandu berpandu ketepatan, mencari dan menghapuskan sel-sel kanser dalam badan.
sumber: Universiti Teknikal Denmark