ИИ превращает иммунные клетки в точных убийц рака всего за несколько недель

Искусственно созданные с помощью ИИ белковые "ключи" обучают иммунные клетки эффективно уничтожать рак — быстро и безопасно. Фото: Shutterstock

Персонализированное лечение рака становится ближе благодаря новой платформе на основе искусственного интеллекта, которая способна создавать специальные белковые компоненты для "вооружения" иммунных клеток пациента против раковых опухолей. Инновационный метод, описанный в журнале Science, впервые демонстрирует возможность компьютерного проектирования белков, направляющих иммунные клетки на борьбу с раком через pMHC-молекулы.

Этот подход сокращает процесс поиска эффективных молекул для терапии рака с нескольких лет до 4-6 недель.

«Мы фактически создаем иммунной системе новые глаза. Современные методы индивидуального лечения рака основаны на поиске специфических Т-клеточных рецепторов в иммунной системе пациента или донора, которые можно использовать для терапии. Это крайне трудоемкий процесс. Наша платформа с помощью ИИ разрабатывает молекулярные ключи для атаки раковых клеток с невероятной скоростью — новый ведущий препарат может быть готов всего за месяц-полтора», — объясняет доцент Технического университета Дании (DTU) и ведущий автор исследования Тимоти П. Дженкинс.

Точные ракеты против рака

Платформа, разработанная совместно DTU и американским Институтом Скриппса, решает ключевую проблему иммунотерапии рака — создание препаратов, избирательно атакующих опухолевые клетки без вреда для здоровых тканей.

Обычно Т-клетки распознают раковые клетки по специфическим пептидам на их поверхности (pMHC-молекулы). Однако использование этого механизма для терапии затруднено из-за индивидуальных вариаций Т-клеточных рецепторов у разных пациентов.

Усиление иммунной системы

В исследовании ученые проверили платформу на известной мишени NY-ESO-1, встречающейся при многих видах рака. ИИ создал мини-белок, эффективно связывающийся с pMHC-молекулами NY-ESO-1. При введении в Т-клетки этот белок создал новый клеточный продукт «IMPAC-T», успешно уничтожавший раковые клетки в лабораторных условиях.

«Было невероятно вдохновляюще увидеть, как созданные на компьютере мини-белки так эффективно работают в лаборатории», — делится впечатлениями постдок Кристоффер Хаурум Йохансен, соавтор исследования.

Метод также успешно применили для создания белков против мишени, обнаруженной у пациента с метастатической меланомой, подтвердив его универсальность.

Виртуальная проверка безопасности

Важным этапом стала разработка «виртуального теста безопасности» — ИИ анализировал созданные мини-белки на предмет возможного взаимодействия со здоровыми клетками, отсеивая опасные варианты до лабораторных испытаний.

«Точность в лечении рака критически важна. Прогнозируя и исключая перекрестные реакции на этапе проектирования, мы смогли снизить риски и повысить шансы создания безопасной терапии», — поясняет профессор DTU Сине Рекер Хадруп.

Когда ждать лечения?

По оценкам Тимоти Дженкинса, первые клинические испытания на людях могут начаться в течение пяти лет. Готовая терапия будет напоминать современное лечение модифицированными CAR-T-клетками (применяемыми против лимфомы и лейкемии): у пациента возьмут кровь, выделят иммунные клетки, модифицируют их с помощью ИИ-белков и вернут в организм, где они начнут точечно уничтожать раковые клетки.

Источники: sciencedaily.com, материалы Технического университета Дании