Καρκίνος: Πρωτοποριακή μέθοδος μέσω ΑΙ «υπόσχεται» θεραπεία
Τεχνητή νοημοσύνη διδάσκει στα κύτταρα του ανοσοποιητικού πώς να σκοτώνουν τον καρκίνο, σε 4 με έξι εβδομάδες
Πλησιάζει η ώρα που θα μπορεί να γίνει πραγματικότητα η ακριβής θεραπεία του καρκίνου, σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Ερευνητές του Technical University of Denmark και του Αμερικανικού Ινστιτούτου Έρευνας Scripps ανέπτυξαν πρωτοποριακή πλατφόρμα τεχνητής νοημοσύνης που κάνει τα ανοσοκύτταρα των ασθενών δολοφόνους ακριβείας του καρκίνου, σε διάστημα από 4 έως έξι εβδομάδες.
Στην εργασία που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science, αναλύεται η μέθοδος που μπορεί να φέρει την επανάσταση στην ανοσοθεραπεία του καρκίνου, με τους επιστήμονες να μπορούν να δημιουργήσουν θεραπείες-στόχους για καρκινικά κύτταρα και να αποφύγουν την πρόκληση βλάβης σε υγιείς ιστούς.
Ο νέος τρόπος μειώνει το χρόνο εξεύρεσης αποτελεσματικών μορίων για τη θεραπεία του καρκίνου, από χρόνια σε έναν με ενάμιση μήνα.
«Ουσιαστικά δημιουργούμε ένα νέο σύνολο ματιών για το ανοσοποιητικό σύστημα» δήλωσε στην ιστοσελίδα του DTU ο επίκουρος καθηγητής του πανεπιστημίου και εκ των συγγραφέων της μελέτης, Timothy P. Jenkins.
Πρόσθεσε ότι «οι τρέχουσες μέθοδοι για την ατομική θεραπεία του καρκίνου βασίζονται στην εύρεση των λεγόμενων υποδοχέων Τ-κυττάρων στο ανοσοποιητικό σύστημα ενός ασθενούς ή δότη που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θεραπεία.
Αυτή είναι μια πολύ χρονοβόρα και απαιτητική διαδικασία.
«Η πλατφόρμα μας σχεδιάζει μοριακά κλειδιά για τη στόχευση καρκινικών κυττάρων, χρησιμοποιώντας την πλατφόρμα ΑΙ που λειτουργεί με απίστευτη ταχύτητα. Έτσι, ένα νέο μόριο-οδηγός να μπορεί να είναι έτοιμο εντός 4-6 εβδομάδων».
Κανονικά, τα Τ κύτταρα αναγνωρίζουν φυσικά τα καρκινικά κύτταρα, μέσω συγκεκριμένων θραυσμάτων πρωτεΐνης -γνωστά ως πεπτίδια-, που παρουσιάζονται στην κυτταρική επιφάνεια από μόρια που ονομάζονται pMHC.
Όπως εξηγούν οι ερευνητές αυτή είναι μια αργή και απαιτητική διαδικασία, συχνά επειδή η διακύμανση στους υποδοχείς των Τ-κυττάρων του σώματος καθιστά δύσκολη τη δημιουργία μιας εξατομικευμένης θεραπείας.
Στη μελέτη, οι ερευνητές δοκίμασαν την ισχύ της πλατφόρμας Τεχνητής Νοημοσύνης σε έναν γνωστό καρκινικό στόχο, το NY-ESO-1, που συναντάται σε ένα ευρύ φάσμα καρκίνων.
Η ομάδα κατάφερε να σχεδιάσει ένα μίνι συνδετικό υλικό που συνδέεται στενά με τα μόρια pMHC του NY-ESO-1.
Όταν η σχεδιασμένη πρωτεΐνη εισήχθη στα Τ κύτταρα, δημιούργησε ένα μοναδικό νέο κυτταρικό προϊόν που ονομάστηκε “Κύτταρα IMPAC-T». Αυτό οδήγησε αποτελεσματικά τα Τ κύτταρα να σκοτώσουν τα καρκινικά κύτταρα, στα εργαστηριακά πειράματα.
«Ήταν απίστευτα συναρπαστικό να πάρουμε αυτά τα μίνι συνδετικά υλικά, τα οποία δημιουργήθηκαν εξ ολοκλήρου σε έναν υπολογιστή, και να τα δούμε να λειτουργούν τόσο αποτελεσματικά στο εργαστήριο», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης και ερευνητής του DTU, Kristoffer Haurum Johansen.
Οι ερευνητές εφάρμοσαν επίσης, τη μέθοδο τους για το σχεδιασμό συνδετικών υλικών για έναν καρκινικό στόχο που εντοπίστηκε σε έναν ασθενή με μεταστατικό μελάνωμα. Δημιούργησαν με επιτυχία συνδετικά υλικά και για αυτόν τον στόχο, τεκμηριώνοντας ότι η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για εξατομικευμένη ανοσοθεραπεία έναντι νέων καρκινικών στόχων.
H AI κάνει και εικονικό έλεγχο ασφαλείας
Η καινοτομία περιλαμβάνει και την ανάπτυξη ενός «εικονικού ελέγχου ασφάλειας», με την ερευνητική ομάδα να χρησιμοποιεί την ΑΙ, ώστε να ελέγξει τους σχεδιασμένους μίνι-δεσμευτικούς παράγοντες και να τους αξιολογήσει σε σχέση με τα μόρια pMHC που βρίσκονται σε υγιή κύτταρα.
Αυτή η μέθοδος τους επέτρεψε να φιλτράρουν τους μίνι-δεσμευτικούς παράγοντες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν επικίνδυνες παρενέργειες, πριν από την διεξαγωγή των όποιων πειραμάτων.
«Η ακρίβεια στη θεραπεία του καρκίνου είναι ζωτικής σημασίας. Προβλέποντας και αποκλείοντας τις διασταυρούμενες αντιδράσεις από τη φάση σχεδιασμού, καταφέραμε να μειώσουμε τον κίνδυνο που σχετίζεται με τις σχεδιασμένες πρωτεΐνες και να αυξήσουμε την πιθανότητα σχεδιασμού μιας ασφαλούς και αποτελεσματικής θεραπείας», διευκρίνισε η καθηγήτρια του DTU και συν-συγγραφέας της μελέτης, Sine Reker Hadrup.
Πόσο μακριά είμαστε από τη χρήση της θεραπείας
Όπως ενημέρωσε ο Timothy Patrick Jenkins, θα χρειαστούν έως και πέντε χρόνια για να είναι 100% έτοιμη η νέα μέθοδος για αρχικές κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους.
Όταν συμβεί αυτό, η διαδικασία θεραπείας θα μοιάζει με τις τρέχουσες θεραπείες για τον καρκίνο που χρησιμοποιούν γενετικά τροποποιημένα Τ κύτταρα, γνωστά ως κύτταρα CAR-T, τα οποία χρησιμοποιούνται σήμερα για τη θεραπεία του λεμφώματος και της λευχαιμίας.
Οι ασθενείς θα υποβάλλονται πρώτα σε αιμοληψία στο νοσοκομείο, παρόμοια με μια συνήθη εξέταση αίματος.
Τα ανοσοκύτταρα τους θα εξάγονται από αυτό το δείγμα αίματος και θα τροποποιούνται στο εργαστήριο ώστε να φέρουν τους μικροδεσμευτικούς παράγοντες που έχουν σχεδιαστεί από την τεχνητή νοημοσύνη. Αυτά τα ενισχυμένα ανοσοκύτταρα θα επιστρέφονται στον ασθενή, όπου θα δρουν σαν “στοχευμένοι πύραυλοι”, εντοπίζοντας και εξαλείφοντας με ακρίβεια τα καρκινικά κύτταρα στο σώμα.
Πηγή – news24/7
