Peneliti DTU Kembangkan Platform AI untuk Merancang Protein Khusus untuk Imunoterapi Kanker Tertarget

Para peneliti di Universitas Teknis Denmark telah memperkenalkan sebuah Platform berbasis AI Dirancang untuk mempercepat pengembangan protein khusus yang mendukung respons sistem imun terhadap kanker. Sistem ini memungkinkan pembentukan protein khusus dalam hitungan minggu, alih-alih tahun, sehingga memudahkan sel T imun mengidentifikasi dan menyerang sel kanker. 

Platform ini mengintegrasikan tiga model AI untuk merekayasa protein "minibinder" yang menempel pada sel T dan menyediakan mekanisme panduan molekuler untuk menargetkan kanker, seperti melanoma. Pendekatan ini telah diterapkan untuk mengembangkan protein yang dirancang khusus untuk penanda kanker yang umum ditemukan maupun spesifik pasien, menunjukkan potensi aplikasi dalam onkologi personalisasi. 

Untuk membangun perangkat molekuler ini, para peneliti pertama-tama menggunakan model generatif yang dikenal sebagai difusi RF untuk memeriksa struktur protein terkait kanker yang disebut NY-ESO-1, yang umumnya terdapat pada sel tumor. Model AI Urutan asam amino yang dihasilkan diprediksi akan terlipat menjadi struktur presisi yang mampu mengikat target ini. Model ketiga menyempurnakan hasilnya, menyaring puluhan ribu urutan yang dihasilkan menjadi 44 kandidat untuk evaluasi laboratorium. Di antara semua ini, satu desain menunjukkan kinerja yang efektif. 

Selain itu, platform ini mencakup proses penyaringan keamanan virtual untuk mengantisipasi dan mengecualikan desain protein yang mungkin berinteraksi dengan jaringan sehat, sehingga meningkatkan keamanan sebelum pengujian fisik dilakukan. Alur kerjanya menggabungkan AlphaFold2, alat prediksi protein pemenang penghargaan yang dikembangkan oleh Google DeepMind , dan memampatkan siklus pengembangan yang biasanya memakan waktu beberapa tahun menjadi hitungan minggu.

Terapi Sel Berbasis AI Diproyeksikan Akan Masuk Uji Coba pada Manusia dalam Lima Tahun

Timothy Patrick Jenkins, salah satu peneliti dalam tim tersebut, memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sekitar lima tahun sebelum metode yang baru dikembangkan ini mencapai tahap uji klinis awal yang melibatkan partisipan manusia. Setelah siap diaplikasikan, protokol pengobatan ini diharapkan selaras dengan terapi kanker yang sudah ada yang memanfaatkan sel T rekayasa genetika, yang umumnya disebut sel CAR-T, yang saat ini telah disetujui untuk mengobati kondisi seperti limfoma dan leukemia. 

Proses terapi akan dimulai dengan pengambilan darah yang dilakukan di rumah sakit, setara dengan tes darah standar. Sel-sel imun kemudian akan diisolasi dari sampel yang dikumpulkan dan dimodifikasi di laboratorium untuk menggabungkan protein minibinder yang dihasilkan oleh AI. Sel-sel imun yang telah dimodifikasi ini kemudian akan dimasukkan kembali ke dalam tubuh pasien, di mana mereka dirancang untuk beroperasi dengan presisi tinggi, menemukan dan menetralkan sel kanker dengan akurasi yang tepat sasaran. 

Penelitian terbaru ini merupakan bagian dari tren kemajuan yang lebih luas dalam biologi komputasional. Awal tahun ini, tim Timothy Patrick Jenkins juga menerapkan AI untuk mengembangkan protein rekayasa yang bertujuan meningkatkan efektivitas antibisa gigitan ular.