人工智能设计的癌症狩猎细胞
在研究人员开发出一个人工智能平台后，更大规模的精准癌症治疗正在接近，该平台可以定制蛋白质成分并武装患者的免疫细胞来对抗癌症。 发表在科学杂志《科学》上的新方法首次证明，可以在计算机中设计蛋白质，通过 pMHC 分子将免疫细胞重定向到靶向癌细胞。 这大大缩短了寻找有效分子的过程用于数年至数周的癌症治疗。 “我们本质上是为免疫系统创造一双新的眼睛。 目前个体癌症治疗的方法是基于在患者或供体的免疫系统中寻找可用于治疗的所谓 T 细胞受体。 这是一个非常耗时且具有挑战性的过程。 我们的平台使用 AI 平台设计靶向癌细胞的分子密钥，并且以令人难以置信的速度完成，因此新的先导分子可以在 4-6 周内准备好，“丹麦技术大学 （DTU） 副教授、该研究的最后作者 Timothy P 说。 詹金斯。 针对癌症的靶向导弹 人工智能平台由 DTU 和美国斯克里普斯研究所的团队开发，旨在通过展示科学家如何为肿瘤细胞生成靶向治疗并避免损害健康组织来解决癌症免疫治疗中的重大挑战。 正常情况下，T 细胞会自然识别癌细胞通过识别由称为 pMHCs.It 的分子呈现在细胞表面的特定蛋白质片段（称为肽）是利用这些知识进行治疗的一个缓慢且具有挑战性的过程，通常是因为人体自身 T 细胞受体的变化使得创建个性化治疗具有挑战性。 增强人体免疫系统 在这项研究中，研究人员在著名的癌症靶点 NY-ESO-1 上测试了 AI 平台的强度，该靶点位于多种癌症。 该团队成功设计了一种与 NY-ESO-1 pMHC 分子紧密结合的微型粘合剂。 当设计好的蛋白质入T细胞时，研究人员创造了一种独特的新细胞产品，名为“IMPAC-T”细胞，在实验室实验中有效地引导T细胞杀死癌细胞。 “使用这些完全在计算机上创建的迷你粘合剂，并看到它们在实验室中如此有效地工作，真是令人难以置信，”他说博士后 Kristoffer Haurum Johansen，该研究的合著者和 DTU 的研究员。 研究人员还应用该管道为在转移性黑色素瘤患者中确定的癌症靶标设计粘合剂，并成功为该靶标生成粘合剂。 这证明该方法还可用于针对新癌症靶点的定制免疫疗法。 治疗筛选 研究人员创新的一个关键步骤是开发“虚拟安全性”检查'。 该团队使用人工智能筛选他们设计的微型结合剂，并评估它们与健康细胞上发现的 pMHC 分子的关系。 这种方法使他们能够在进行任何实验之前过滤掉可能导致危险副作用的微型粘合剂。 “癌症治疗的精确度至关重要。 通过预测和排除已经处于设计阶段的交叉反应，我们能够降低与设计蛋白质相关的风险，并增加设计安全有效的治疗，“DTU 教授和该研究的合著者 Sine Reker Hadrup 说。 治疗五年 Timothy Patrick Jenkins 预计，新方法需要长达五年的时间才能准备好在人体中进行初步临床试验。 一旦该方法准备就绪，治疗过程将类似于目前使用转基因 T 细胞（称为 CAR-T 细胞）的癌症治疗，目前用于治疗淋巴瘤和白血病。患者将首先接受血液在医院抽取，类似于常规血液检查。 然后，它们的免疫细胞将从血液样本中提取，并在实验室中进行修饰，以携带人工智能设计的微型粘合剂。 这些增强的免疫细胞被送回患者体内，它们就像有针对性的导弹一样，精确地发现并消除体内的癌细胞。