Investigadores de la DTU desarrollan una plataforma de IA para diseñar proteínas personalizadas para inmunoterapia dirigida contra el cáncer.

Los investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca han introducido un Plataforma basada en IA Diseñado para acelerar el desarrollo de proteínas personalizadas que apoyan la respuesta del sistema inmunitario contra el cáncer. Este sistema permite la creación de proteínas especializadas en cuestión de semanas, en lugar de años, lo que facilita que los linfocitos T inmunitarios identifiquen y ataquen las células cancerosas. 

La plataforma integra tres modelos de IA para diseñar proteínas "minibinder" que se unen a los linfocitos T y les proporcionan un mecanismo de guía molecular para atacar cánceres como el melanoma. Este enfoque se ha aplicado para desarrollar proteínas adaptadas tanto a marcadores de cáncer de amplia distribución como a marcadores específicos del paciente, lo que sugiere posibles aplicaciones en oncología personalizada. 

Para construir estas herramientas moleculares, los investigadores emplearon primero un modelo generativo conocido como RFdiffusion para examinar la estructura de una proteína relacionada con el cáncer llamada NY-ESO-1, que se encuentra comúnmente en las células tumorales. Un segundo... Modelo de IA Se generaron secuencias de aminoácidos que se predijo que se plegarían en estructuras precisas capaces de unirse a esta diana. Un tercer modelo refinó los resultados, filtrando decenas de miles de secuencias generadas hasta 44 candidatas para evaluación en laboratorio. Entre estas, un diseño demostró un rendimiento eficaz. 

Además, la plataforma incluye un proceso de evaluación de seguridad virtual para anticipar y excluir diseños de proteínas que puedan interactuar con tejidos sanos, lo que mejora la seguridad antes de realizar cualquier prueba física. El flujo de trabajo incorpora AlphaFold2, la galardonada herramienta de predicción de proteínas desarrollada por Google DeepMind y comprime un ciclo de desarrollo tradicionalmente plurianual en cuestión de semanas.

Se proyecta que la terapia celular mejorada con IA comience a probarse en humanos dentro de cinco años

Timothy Patrick Jenkins, uno de los investigadores del equipo, anticipa que podrían pasar aproximadamente cinco años antes de que el método recién desarrollado avance a la fase de ensayos clínicos iniciales con participantes humanos. Una vez preparado para su aplicación, se espera que el protocolo de tratamiento se alinee con las terapias oncológicas existentes que utilizan células T modificadas genéticamente, comúnmente conocidas como células CAR-T, actualmente aprobadas para el tratamiento de enfermedades como el linfoma y la leucemia. 

El proceso terapéutico comenzará con una extracción de sangre en un hospital, similar a un análisis de sangre estándar. Se aislarán células inmunitarias de la muestra y se modificarán en un laboratorio para incorporar las proteínas minibinder generadas por IA. Estas células inmunitarias modificadas se reintroducirán en el cuerpo del paciente, donde están diseñadas para operar con alta precisión, localizando y neutralizando células cancerosas con precisión específica. 

La última investigación forma parte de una tendencia más amplia de avances en biología computacional. A principios de año, el equipo de Timothy Patrick Jenkins también aplicó IA para desarrollar proteínas modificadas con el fin de mejorar la eficacia de los antivenenos contra mordeduras de serpiente.