Proteiny navržené AI přinášejí personalizovanou léčbu rakoviny na dosah

Přesná léčba rakoviny ve větším měřítku se blíží poté, co vědci vyvinují platformu AI, která může přizpůsobit proteinové složky a vyzbrojit imunitní buňky pacienta v boji proti rakovině. Nová metoda, publikovaná ve vědeckém časopise Science, poprvé ukazuje, že je možné navrhnout proteiny v počítači pro přesměrování imunitních buněk k cílení rakovinných buněk prostřednictvím molekul PMHC.

To dramaticky zkracuje proces nalezení účinných molekul pro léčbu rakoviny od let na několik týdnů.

V podstatě vytváříme novou sadu očí pro imunitní systém. Současné metody pro individuální léčbu rakoviny jsou založeny na nalezení tzv. T-buněčných receptorů v imunitním systému pacienta nebo dárce, který lze použít k léčbě. Jedná se o velmi časově náročný a náročný proces. Naše platforma navrhuje molekulární klíče k cílení na rakovinné buňky pomocí platformy AI a činí tak neuvěřitelnou rychlostí, takže nová molekula olova může být připravena do 4-6 týdnů. “

Timothy P. Jenkins, docentka na Technické univerzitě v Dánsku (DTU) a poslední autor studie

Cílené rakety proti rakovině

Platforma AI, vyvinutá týmem z DTU a American Scripps Research Institute, si klade za cíl vyřešit hlavní výzvu v rakovině Imunoterapie Prokázáním, jak mohou vědci generovat cílovou ošetření nádorových buněk a zabránit poškození zdravé tkáně.

Normálně, T buňky Přirozeně identifikují rakovinné buňky rozpoznáváním specifických proteinových fragmentů, známých jako peptidy, prezentované na buněčném povrchu molekulami zvanými PMHCS.It je pomalý a náročný proces pro využití této znalosti pro terapii, často proto, že změna ve vlastních receptorech T-buněk těla je náročné na vytvoření personalizované léčby.

Posílení imunitního systému těla

Ve studii vědci testovali sílu platformy AI na známém cíli rakoviny NY-ESO-1, který se nachází v široké škále rakovin. Tým se podařilo navrhnout minibinder, který pevně svázal k molekulám NY-ESO-1 PMHC. Když byl navržený protein vložen do T buněk, vytvořil vědci jedinečný nový buněčný produkt s názvem „Impac-T“, který účinně vedl T buňky k zabíjení rakovinných buněk v laboratorních experimentech.

„Bylo neuvěřitelně vzrušující vzít tyto minibindery, které byly vytvořeny výhradně na počítači, a vidět, jak fungují tak efektivně v laboratoři,“ říká postdoc Kristoffer Haurum Johansen, spoluautor studie a výzkumného pracovníka na DTU.

Vědci také použili potrubí na návrh pojiv pro cíl rakoviny identifikované v metastatice Melanom Pacient, úspěšně generuje i pořadače pro tento cíl. To zdokumentovalo, že metoda může být také použita pro přizpůsobenou imunoterapii proti novým cílům rakoviny.

Screening léčby

Klíčovým krokem v inovacích vědců byl vývoj „virtuální bezpečnostní kontroly“. Tým použil AI k prověřování svých navržených minibinderů a jejich posouzení ve vztahu k molekulám PMHC nalezených na zdravých buňkách. Tato metoda jim umožnila odfiltrovat minibindery, které by mohly způsobit nebezpečné vedlejší účinky před provedením jakýchkoli experimentů.

„Přesnost léčby rakoviny je zásadní. Předpovídáním a vyloučením zkřížených reakcí již ve fázi návrhu jsme byli schopni snížit riziko spojené s navrženými proteiny a zvýšit pravděpodobnost navrhování bezpečné a efektivní terapie,“ říká profesor DTU a spoluautor studie sine Rekera Hadup.

Pět let léčby

Timothy Patrick Jenkins očekává, že to bude trvat až pět let, než bude nová metoda připravena na počáteční klinická hodnocení u lidí. Jakmile je metoda připravena, proces léčby se bude podobá léčbě rakoviny proudu pomocí geneticky modifikovaných T buněk, známých jako CAR-T buněk, které se v současné době používají k léčbě lymfomu a leukémie. Patients bude nejprve odebírat krev v nemocnici, podobně jako rutinní krevní test. Jejich imunitní buňky budou poté extrahovány z tohoto vzorku krve a modifikovány v laboratoři za účelem přenášení minibinderů navržených AI. Tyto zvýšené imunitní buňky jsou vráceny pacientovi, kde působí jako cílené rakety, přesně hledají a eliminují rakovinné buňky v těle.