Представьте, что ученые подарили иммунным клеткам человека новое, невероятно острое зрение, которое позволяет им безошибочно находить и уничтожать раковые клетки. Это уже не фантастика, а реальность, которая стала возможной благодаря искусственному интеллекту. Исследователи из Технического университета Дании и американского Института Скриппс создали платформу, которая умеет проектировать специальные белковые «ключи». Эти ключи подходят к конкретным „замкам“ на поверхности раковых клеток и направляют против них силу иммунитета.

Подробности опубликованы в издании Science.

Раньше поиск таких молекул для персонализированного лечения мог занимать годы. Теперь же искусственный интеллект справляется с этой задачей за несколько недель.

Мы буквально создаем иммунной системе новые глаза, — объясняет доцент Тимоти П. Дженкинс, ведущий автор исследования. — Наша платформа создает молекулярные ключи с невероятной скоростью, и новый кандидат на лечение может быть готов уже через 4–6 недель.

Как это работает? Наш иммунитет и так умеет находить рак с помощью Т-клеток, которые распознают особые метки (пептиды) на больных клетках. Но подобрать готовое решение для каждого пациента — сложно и долго. Новая методика решает эту проблему. Ученые протестировали ее на известной мишени — белке NY-ESO-1, который встречается при многих видах рака. Искусственный интеллект спроектировал белок-»мини-блокатор», который крепко соединяется с раковой мишенью. Когда этот белок «встроили» в Т-клетки, получилась уникальная терапия — „IMPAC-T“ клетки. В лаборатории эти усиленные клетки успешно находили и убивали раковые клетки.

Но как избежать побочных эффектов, когда лечение может задеть и здоровые ткани? И здесь помог искусственный интеллект. Исследователи создали «виртуальную проверку безопасности». Компьютер заранее проверил все созданные белки на возможные перекрестные реакции со здоровыми клетками и отсеял самые рискованные варианты.

Точность в лечении рака — это все, — говорит профессор DTU Син Рекер Хадруп. — Мы смогли снизить риск и повысить шансы на создание безопасной терапии.

Ученые также показали, что метод работает и для уникальных мишеней, найденных у конкретного пациента с меланомой. Это открывает дорогу для настоящего персонализированного лечения.

Что ждет пациентов в будущем? Тимоти Дженкинс предполагает, что до первых клинических испытаний на людях пройдет около пяти лет. Сам процесс будет похож на существующую терапию CAR-T-клетками:

• У пациента возьмут кровь из вены.
• Из крови выделят его собственные иммунные клетки.
• В лаборатории их перепрограммируют, добавив созданные искусственным интеллектом белки.
• Усиленную армию клеток вернут в организм, где они, как умные ракеты, отправятся на поиск и уничтожение опухоли.

Реальная польза этого исследования многогранна.

• Прежде всего, оно радикально ускоряет и демократизирует процесс создания персонализированных противораковых терапий. Если раньше подбор или создание подходящего инструмента для лечения занимало годы и было доступно единицам, теперь этот срок сокращается до недель. Это означает, что метод потенциально может быть масштабирован и стать доступным для значительно большего числа пациентов.
• Во-вторых, ключевым преимуществом является «виртуальная проверка безопасности». Возможность на этапе проектирования отсеять варианты, опасные для здоровых тканей, кардинально снижает риски тяжелых побочных эффектов, что ранее было ахиллесовой пятой многих иммунотерапий.

В перспективе это может привести к созданию целых библиотек заранее спроектированных и проверенных на безопасность белков для самых разных типов рака, превратив сложнейший медицинский процесс в более стандартизированную и надежную процедуру.

Основное критическое замечание заключается в том, что вся представленная работа была проведена in vitro, то есть в лабораторных условиях на клеточных культурах. Между успехом в чашке Петри и эффективной терапией для живого человека лежит огромная пропасть. Сложная биологическая среда организма — иммунные реакции, физиологические барьеры, метаболизм, токсичность — может свести на нет всю эффективность красивых лабораторных решений. Заявленные 5 лет до начала клинических испытаний — это оптимистичный, но все же предположительный срок, который может столкнуться с непредвиденными препятствиями. Кроме того, долгосрочная стабильность и безопасность генетически модифицированных клеток с искусственными белками требуют тщательного и длительного изучения.

Ранее стало известно, что ИИ помогает онкологам ставить диагнозы.