Исследователи из ДТУ разрабатывают платформу искусственного интеллекта для создания специальных белков для целевой иммунотерапии рака

Исследователи из Технический университет Дании представили Платформа на основе ИИ Разработан для ускорения разработки специализированных белков, поддерживающих реакцию иммунной системы на рак. Эта система позволяет создавать специализированные белки в течение недель, а не лет, помогая иммунным Т-клеткам распознавать и атаковать раковые клетки. 

Платформа объединяет три модели искусственного интеллекта для разработки белков-«мини-связывателей», которые прикрепляются к Т-клеткам и обеспечивают им молекулярный механизм наведения для таргетного лечения рака, такого как меланома. Этот подход был применён для разработки белков, адаптированных как к распространённым, так и к специфическим для пациента онкомаркерам, что предполагает потенциальное применение в персонализированной онкологии. 

Чтобы создать эти молекулярные инструменты, исследователи сначала использовали генеративную модель, известную как RFdiffusion, для изучения структуры белка NY-ESO-1, связанного с раком и обычно присутствующего в опухолевых клетках. Вторая Модель ИИ Сгенерированные аминокислотные последовательности, предположительно, сворачиваются в точные структуры, способные связываться с этой мишенью. Третья модель уточнила результаты, отфильтровав десятки тысяч сгенерированных последовательностей до 44 кандидатов для лабораторной оценки. Среди них одна модель продемонстрировала эффективную работу. 

Кроме того, платформа включает в себя виртуальный процесс скрининга безопасности, позволяющий предвидеть и исключать белковые конструкции, которые могут взаимодействовать со здоровыми тканями, что повышает безопасность до начала любых физических испытаний. Рабочий процесс включает AlphaFold2 — отмеченный наградами инструмент прогнозирования белков, разработанный Google DeepMind и сокращает традиционный многолетний цикл разработки до нескольких недель.

Клеточная терапия с применением искусственного интеллекта, как ожидается, будет испытана на людях в течение пяти лет

Тимоти Патрик Дженкинс, один из исследователей в группе, предполагает, что может пройти около пяти лет, прежде чем новый метод перейдёт на стадию первоначальных клинических испытаний с участием людей. После подготовки к применению протокол лечения, как ожидается, будет соответствовать существующим методам лечения рака, использующим генно-инженерные Т-клетки, обычно называемые CAR-T-клетками, которые в настоящее время одобрены для лечения таких заболеваний, как лимфома и лейкемия. 

Терапевтический процесс начнётся с забора крови, проводимого в условиях стационара, аналогично стандартному анализу крови. Из полученного образца будут выделены иммунные клетки, которые затем будут модифицированы в лабораторных условиях для включения в них мини-связывающих белков, созданных с помощью ИИ. Эти изменённые иммунные клетки будут затем повторно введены в организм пациента, где они будут работать с высокой точностью, обнаруживая и нейтрализуя раковые клетки с заданной точностью. 

Последнее исследование является частью более широкой тенденции развития вычислительной биологии. Ранее в этом году группа Тимоти Патрика Дженкинса также применила ИИ для разработки модифицированных белков, призванных повысить эффективность противоядий от укусов змей.