Επανάσταση στην ογκολογία: Ανοσοθεραπείες με τεχνητή νοημοσύνη σε χρόνο ρεκόρ

Μια νέα μέθοδος βασισμένη στην τεχνητή νοημοσύνη υπόσχεται νέες θεραπείες για τον καρκίνο. Μέχρι σήμερα, η ανάπτυξη ανοσοθεραπειών απαιτούσε πολύπλοκες διαδικασίες και μακρόχρονη αναζήτηση των κατάλληλων κυτταρικών υποδοχέων, γεγονός που καθυστερούσε σημαντικά τις κλινικές εφαρμογές. Τώρα, με τη βοήθεια εξελιγμένων αλγορίθμων, ερευνητές σχεδιάζουν πρωτεΐνες που καθοδηγούν τα Τ κύτταρα ώστε να αναγνωρίζουν και να εξουδετερώνουν τα καρκινικά με ακρίβεια.

Τι είναι οι πρωτεΐνες-κλειδιά «miniibinders»

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side News, η καινοτομία στηρίζεται σε μικροσκοπικές συνθετικές πρωτεΐνες, τις λεγόμενες «minibinders». Αυτές προσκολλώνται σε μόρια που εμφανίζονται στην επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων και τα εκθέτουν στα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Μέχρι πρότινος, ο εντοπισμός των φυσικών υποδοχέων ήταν μια διαδικασία που κρατούσε μήνες ή χρόνια. Με τα νέα ψηφιακά μοντέλα, οι πρωτεΐνες σχεδιάζονται αποκλειστικά σε υπολογιστή, ελέγχονται εικονικά και μπορούν να παραχθούν στο εργαστήριο μέσα σε 4 έως 6 εβδομάδες.

Σε πρόσφατη μελέτη, η ομάδα από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας και το Ινστιτούτο Scripps κατάφερε να στοχεύσει την πρωτεΐνη NY-ESO-1, γνωστό δείκτη πολλών όγκων. Οι συνθετικές πρωτεΐνες εισήχθησαν σε Τ κύτταρα, δημιουργώντας τα λεγόμενα IMPAC-T, τα οποία έδειξαν αξιοσημείωτη ικανότητα να εντοπίζουν και να εξοντώνουν τα καρκινικά κύτταρα που έφεραν το συγκεκριμένο μόριο. Το εκπληκτικό είναι ότι όλα ξεκίνησαν από ένα ψηφιακό σχέδιο και κατέληξαν σε μια ισχυρή εργαστηριακή εφαρμογή.

Πώς η τεχνητή νοημοσύνη σχεδιάζει θεραπείες από το μηδέν

Η τεχνητή νοημοσύνη όμως δεν περιορίζεται μόνο σε γνωστούς στόχους. Οι επιστήμονες δοκίμασαν την πλατφόρμα και σε πρωτεΐνη μελανώματος που δεν είχε μελετηθεί ξανά σε δομικό επίπεδο. Παρόλο που δεν υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα, το σύστημα δημιούργησε τις κατάλληλες πρωτεΐνες που συνδέθηκαν επιτυχώς με τον νέο στόχο. Αυτό ανοίγει τον δρόμο για θεραπείες σε καρκίνους που μέχρι σήμερα θεωρούνταν «απρόσιτοι». 

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στις ανοσοθεραπείες είναι η ασφάλεια. Πολλές φορές, τα καρκινικά μόρια μοιάζουν με πρωτεΐνες υγιών ιστών, με αποτέλεσμα να υπάρχει κίνδυνος ανεπιθύμητων παρενεργειών. Η ομάδα των ερευνητών πρόσθεσε ένα στάδιο ελέγχου, όπου οι πρωτεΐνες εξετάζονται εικονικά και συγκρίνονται με πρωτεΐνες μιας μεγάλης βάσης δεδομένων από υγιή κύτταρα. Έτσι, αποκλείονται εξαρχής οι επικίνδυνες επιλογές πριν καν φτάσουν στο εργαστήριο, αυξάνοντας την ασφάλεια των υποψήφιων θεραπειών.

Πόσος χρόνος θα απαιτηθεί μέχρι την εφαρμογή σε ανθρώπους

Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, οι ειδικοί τονίζουν ότι απαιτείται χρόνος πριν δούμε τις πρώτες κλινικές δοκιμές. Υπολογίζεται ότι θα χρειαστούν περίπου πέντε χρόνια μέχρι να αρχίσουν μελέτες σε ανθρώπους. Όταν αυτό συμβεί, η διαδικασία θα μοιάζει με τις υπάρχουσες θεραπείες όπου τα ανοσοκύτταρα του ασθενούς συλλέγονται, τροποποιούνται στο εργαστήριο και εισάγονται εκ νέου στον οργανισμό. Η διαφορά είναι ότι πλέον ο σχεδιασμός των μορίων θα γίνεται πολύ πιο γρήγορα και εξατομικευμένα.

Οι συνθετικές πρωτεΐνες που δημιουργούνται από το μηδέν μπορούν να λειτουργήσουν το ίδιο αποτελεσματικά με τους φυσικούς υποδοχείς, αλλά με τα πλεονεκτήματα της ταχύτητας και της ασφάλειας. Αν τα επόμενα βήματα επιβεβαιώσουν τις προσδοκίες, η μάχη κατά του καρκίνου μπαίνει σε μια νέα, ψηφιακή εποχή.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο Science!