טיפול בסרטן דיוק בקנה מידה גדול יותר מתקרב לאחר שהחוקרים פיתחו פלטפורמה של AI שיכולה להתאים רכיבי חלבון ולחמש את תאי החיסון של המטופל כדי להילחם בסרטן. השיטה החדשה, שפורסמה בכתב העת Scientific Journal Science, מדגימה לראשונה כי ניתן לתכנן חלבונים במחשב להפניית תאי חיסון למקד לתאי סרטן באמצעות מולקולות PMHC.
זה מקצר באופן דרמטי את התהליך של מציאת מולקולות יעילות לטיפול בסרטן משנים למספר שבועות.
אנו למעשה יוצרים קבוצת עיניים חדשה למערכת החיסון. השיטות הנוכחיות לטיפול בסרטן פרטני מבוססות על מציאת קולטני תאי T כביכול במערכת החיסון של חולה או תורם שיכולים לשמש לטיפול. זהו תהליך מאוד גוזל ומאתגר. הפלטפורמה שלנו מעצבת מפתחות מולקולריים למיקוד לתאי סרטן באמצעות פלטפורמת AI, והיא עושה זאת במהירות מדהימה, כך שמולקולת עופרת חדשה יכולה להיות מוכנה תוך 4-6 שבועות. "
טימותי פ. ג'נקינס, פרופסור חבר באוניברסיטה הטכנית של דנמרק (DTU) ומחבר המחקר האחרון של המחקר
טילים ממוקדים כנגד סרטן
פלטפורמת ה- AI, שפותחה על ידי צוות מ- DTU והמכון האמריקני לחקר סקריפס, נועדה לפתור אתגר מרכזי באימונותרפיה של סרטן על ידי הדגמה כיצד מדענים יכולים לייצר טיפולי יעד לתאי הגידול ולהימנע מפגיעה ברקמות בריאות.
בדרך כלל, תאי T באופן טבעי מזהים תאים סרטניים על ידי הכרה של שברי חלבון ספציפיים, המכונים פפטידים, המוצגים על פני התא על ידי מולקולות הנקראות PMHCs. זהו תהליך איטי ומאתגר לשימוש בידע זה לטיפול, לעתים קרובות מכיוון שהשונות בקולטני תאי ה- T של הגוף הופכת אותו לאתגר ליצירת טיפול מותאם אישית.
הגברת מערכת החיסון של הגוף
במחקר, החוקרים בדקו את חוזק פלטפורמת ה- AI ביעד סרטן ידוע, NY-ESO-1, שנמצא במגוון רחב של סרטן. הצוות הצליח לתכנן מיניבינדר שקשור בחוזקה למולקולות PMHC של NY-ESO-1. כאשר הוכנס החלבון המעוצב לתאי T, הוא יצר מוצר תאים חדש ייחודי בשם 'תאי Impac-T' על ידי החוקרים, שהנחה ביעילות את תאי ה- T להרוג תאי סרטן בניסויי מעבדה.
"זה היה מרגש להפליא לקחת את המיניבינדים האלה, שנוצרו כולו במחשב, ולראות אותם עובדים בצורה כה יעילה במעבדה", אומר פוסט-דוק קריסטופר האורום ג'והנסן, מחבר משותף של המחקר והחוקר ב- DTU.
החוקרים יישמו גם את הצינור כדי לתכנן קלסרים ליעד סרטן שזוהה בחולה מלנומה גרורתי, ויצר בהצלחה קלסרים גם למטרה זו. זה תיעד כי השיטה יכולה לשמש גם לאימונותרפיה מותאמת כנגד יעדי סרטן חדשים.
הקרנת טיפולים
צעד מכריע בחידוש החוקרים היה פיתוח 'בדיקת בטיחות וירטואלית'. הצוות השתמש ב- AI כדי להקרין את המיניבינדרס המעוצבים שלהם ולהעריך אותם ביחס למולקולות PMHC שנמצאו על תאים בריאים. שיטה זו אפשרה להם לסנן מיניבינדרים העלולים לגרום לתופעות לוואי מסוכנות לפני שבוצעו ניסויים.
"דיוק בטיפול בסרטן הוא קריטי. על ידי חיזוי ושליטה של תגובות צולבות כבר בשלב התכנון, הצלחנו להפחית את הסיכון הקשור לחלבונים המעוצבים ולהגדיל את הסבירות לתכנן טיפול בטוח ויעיל", אומר פרופסור DTU ומחבר משותף למחקר סינר הרקר.
חמש שנים לטיפול
טימותי פטריק ג'נקינס מצפה כי זה ייקח עד חמש שנים עד שהשיטה החדשה תהיה מוכנה לניסויים קליניים ראשוניים בבני אדם. ברגע שהשיטה תהיה מוכנה, תהליך הטיפול יידמה לטיפולי סרטן הנוכחיים באמצעות תאי T שהשתנו גנטית, המכונים תאי CAR-T, המשמשים כיום לטיפול בלימפומה ולוקמיה. חולים ייצאו תחילה דם בבית החולים, בדומה לבדיקת דם שגרתית. לאחר מכן יופצו תאי החיסון שלהם מדגימת דם זו וישונו במעבדה כדי לשאת את המיניבינדרים המעוצבים ב- AI. תאי חיסון משופרים אלה מוחזרים למטופל, שם הם פועלים כמו טילים ממוקדים, ומוצאים בדיוק ומבטלים תאים סרטניים בגוף.
