Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch đã phát triển một nền tảng sử dụng trí tuệ nhân tạo để nhanh chóng thiết kế các protein tùy chỉnh nhằm hướng dẫn các tế bào miễn dịch nhắm vào ung thư, với các thử nghiệm lâm sàng dự kiến sẽ diễn ra trong vòng năm năm tới.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch đã giới thiệu một nền tảng dựa trên AI được thiết kế để tăng tốc phát triển các protein tùy chỉnh hỗ trợ phản ứng của hệ thống miễn dịch chống lại ung thư. Hệ thống này cho phép tạo ra các protein chuyên biệt trong vòng vài tuần thay vì nhiều năm, giúp các tế bào T miễn dịch nhận diện và tấn công các tế bào ung thư.
Nền tảng tích hợp ba mô hình AI để thiết kế các protein "minibinder" gắn vào tế bào T và cung cấp cho chúng một cơ chế hướng dẫn phân tử để nhắm mục tiêu vào các loại ung thư, chẳng hạn như u hắc tố. Phương pháp này đã được áp dụng để phát triển các protein được thiết kế riêng cho cả các dấu hiệu ung thư phổ biến và cụ thể cho từng bệnh nhân, gợi ý về các ứng dụng tiềm năng trong ung thư học cá nhân hóa.
Để xây dựng những công cụ phân tử này, các nhà nghiên cứu trước tiên đã sử dụng một mô hình sinh tổng hợp được gọi là RFdiffusion để kiểm tra cấu trúc của một protein liên quan đến ung thư có tên là NY-ESO-1, thường có mặt trên các tế bào khối u. Một mô hình AI thứ hai đã tạo ra các chuỗi axit amin được dự đoán có khả năng gập lại thành các cấu trúc chính xác có khả năng liên kết với mục tiêu này. Một mô hình thứ ba đã tinh chỉnh các kết quả, lọc hàng chục nghìn chuỗi đã tạo ra xuống còn 44 ứng viên để đánh giá trong phòng thí nghiệm. Trong số này, một thiết kế đã chứng tỏ hiệu suất hiệu quả.
Ngoài ra, nền tảng này bao gồm một quy trình sàng lọc an toàn ảo để dự đoán và loại trừ các thiết kế protein có thể tương tác với các mô khỏe mạnh, nâng cao độ an toàn trước khi bất kỳ thử nghiệm vật lý nào diễn ra. Quy trình công việc kết hợp AlphaFold2, công cụ dự đoán protein đoạt giải thưởng được phát triển bởi Google DeepMind, và rút ngắn một chu kỳ phát triển truyền thống kéo dài nhiều năm thành chỉ vài tuần.
Dự Án Liệu Pháp Tế Bào Tăng Cường Bằng AI Dự Kiến Bắt Đầu Thử Nghiệm Trên Người Trong Vòng Năm Năm
Timothy Patrick Jenkins, một trong những nhà nghiên cứu trong nhóm, dự đoán rằng có thể mất khoảng năm năm trước khi phương pháp mới được phát triển tiến tới giai đoạn thử nghiệm lâm sàng ban đầu có sự tham gia của con người. Khi đã sẵn sàng để áp dụng, giao thức điều trị được kỳ vọng sẽ phù hợp với các liệu pháp ung thư hiện có sử dụng tế bào T được kỹ thuật gen, thường được gọi là tế bào CAR-T, hiện đang được phê duyệt để điều trị các tình trạng như lymphoma và leukemia.
Quá trình điều trị sẽ bắt đầu với việc lấy máu được thực hiện trong môi trường bệnh viện, tương đương với một xét nghiệm máu tiêu chuẩn. Các tế bào miễn dịch sau đó sẽ được tách ra từ mẫu đã thu thập và sau đó được sửa đổi trong môi trường phòng thí nghiệm để tích hợp các protein minibinder do AI tạo ra. Những tế bào miễn dịch đã thay đổi này sẽ được đưa trở lại vào cơ thể bệnh nhân, nơi chúng được thiết kế để hoạt động với độ chính xác cao, xác định và trung hòa các tế bào ung thư với độ chính xác được nhắm mục tiêu.
Nghiên cứu mới nhất là một phần của xu hướng rộng hơn về những tiến bộ trong sinh học tính toán. Đầu năm nay, nhóm của Timothy Patrick Jenkins cũng đã áp dụng AI để phát triển các protein được thiết kế nhằm cải thiện hiệu quả của thuốc giải độc rắn.
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Các nhà nghiên cứu của DTU phát triển nền tảng AI để thiết kế protein tùy chỉnh cho liệu pháp miễn dịch ung thư có mục tiêu.
Tóm tắt
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch đã phát triển một nền tảng sử dụng trí tuệ nhân tạo để nhanh chóng thiết kế các protein tùy chỉnh nhằm hướng dẫn các tế bào miễn dịch nhắm vào ung thư, với các thử nghiệm lâm sàng dự kiến sẽ diễn ra trong vòng năm năm tới.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch đã giới thiệu một nền tảng dựa trên AI được thiết kế để tăng tốc phát triển các protein tùy chỉnh hỗ trợ phản ứng của hệ thống miễn dịch chống lại ung thư. Hệ thống này cho phép tạo ra các protein chuyên biệt trong vòng vài tuần thay vì nhiều năm, giúp các tế bào T miễn dịch nhận diện và tấn công các tế bào ung thư.
Nền tảng tích hợp ba mô hình AI để thiết kế các protein "minibinder" gắn vào tế bào T và cung cấp cho chúng một cơ chế hướng dẫn phân tử để nhắm mục tiêu vào các loại ung thư, chẳng hạn như u hắc tố. Phương pháp này đã được áp dụng để phát triển các protein được thiết kế riêng cho cả các dấu hiệu ung thư phổ biến và cụ thể cho từng bệnh nhân, gợi ý về các ứng dụng tiềm năng trong ung thư học cá nhân hóa.
Để xây dựng những công cụ phân tử này, các nhà nghiên cứu trước tiên đã sử dụng một mô hình sinh tổng hợp được gọi là RFdiffusion để kiểm tra cấu trúc của một protein liên quan đến ung thư có tên là NY-ESO-1, thường có mặt trên các tế bào khối u. Một mô hình AI thứ hai đã tạo ra các chuỗi axit amin được dự đoán có khả năng gập lại thành các cấu trúc chính xác có khả năng liên kết với mục tiêu này. Một mô hình thứ ba đã tinh chỉnh các kết quả, lọc hàng chục nghìn chuỗi đã tạo ra xuống còn 44 ứng viên để đánh giá trong phòng thí nghiệm. Trong số này, một thiết kế đã chứng tỏ hiệu suất hiệu quả.
Ngoài ra, nền tảng này bao gồm một quy trình sàng lọc an toàn ảo để dự đoán và loại trừ các thiết kế protein có thể tương tác với các mô khỏe mạnh, nâng cao độ an toàn trước khi bất kỳ thử nghiệm vật lý nào diễn ra. Quy trình công việc kết hợp AlphaFold2, công cụ dự đoán protein đoạt giải thưởng được phát triển bởi Google DeepMind, và rút ngắn một chu kỳ phát triển truyền thống kéo dài nhiều năm thành chỉ vài tuần.
Dự Án Liệu Pháp Tế Bào Tăng Cường Bằng AI Dự Kiến Bắt Đầu Thử Nghiệm Trên Người Trong Vòng Năm Năm
Timothy Patrick Jenkins, một trong những nhà nghiên cứu trong nhóm, dự đoán rằng có thể mất khoảng năm năm trước khi phương pháp mới được phát triển tiến tới giai đoạn thử nghiệm lâm sàng ban đầu có sự tham gia của con người. Khi đã sẵn sàng để áp dụng, giao thức điều trị được kỳ vọng sẽ phù hợp với các liệu pháp ung thư hiện có sử dụng tế bào T được kỹ thuật gen, thường được gọi là tế bào CAR-T, hiện đang được phê duyệt để điều trị các tình trạng như lymphoma và leukemia.
Quá trình điều trị sẽ bắt đầu với việc lấy máu được thực hiện trong môi trường bệnh viện, tương đương với một xét nghiệm máu tiêu chuẩn. Các tế bào miễn dịch sau đó sẽ được tách ra từ mẫu đã thu thập và sau đó được sửa đổi trong môi trường phòng thí nghiệm để tích hợp các protein minibinder do AI tạo ra. Những tế bào miễn dịch đã thay đổi này sẽ được đưa trở lại vào cơ thể bệnh nhân, nơi chúng được thiết kế để hoạt động với độ chính xác cao, xác định và trung hòa các tế bào ung thư với độ chính xác được nhắm mục tiêu.
Nghiên cứu mới nhất là một phần của xu hướng rộng hơn về những tiến bộ trong sinh học tính toán. Đầu năm nay, nhóm của Timothy Patrick Jenkins cũng đã áp dụng AI để phát triển các protein được thiết kế nhằm cải thiện hiệu quả của thuốc giải độc rắn.