Une collaboration passionnante entre le Ragon Institute et la Clinique Jameel du MIT a franchi une étape importante dans la mise en œuvre de l'intelligence artificielle (IA) pour aider le développement de candidats vaccinés par les cellules T.
Gaurav Gaiha, MD, DPHIL, et professeur MIT Regina Barzilay, PhD, le chef de la Clinique Jameel pour l'IA et la santé, ont publié des recherches Intelligence de la machine de la nature Présentation de l'outil d'apprentissage en profondeur MUNIS-A conçu pour prédire les épitopes des cellules T CD8 + avec une précision sans précédent. Cette progression a le potentiel d'accélérer le développement des vaccins contre diverses maladies infectieuses.
Le projet marque un premier résultat majeur de l'initiative Mark et Lisa Schwartz AI / ML au Ragon Institute, qui vise à intégrer l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et l'immunologie translationnelle pour prévenir et guérir les maladies infectieuses d'une importance mondiale. Cette initiative a été rendue possible grâce au généreux soutien du président du conseil d'administration du Ragon Institute Mark Schwartz et de son épouse, Lisa Schwartz.
By combining the Gaiha Lab's expertise in T cell immunology with the Barzilay Lab's pioneering work in AI, the team-led by co-first authors Jeremy Wohlwend, PhD, and Anusha Nathan, PhD-sought to address a longstanding challenge in vaccine development: the Identification rapide et précise des épitopes des lymphocytes T dans les agents pathogènes étrangers. Les épitopes sont des régions spécifiques d'un antigène reconnues par les cellules immunitaires du corps et sont essentielles pour activer les réponses immunitaires ciblées.
Les méthodes traditionnelles pour prédire les épitopes échouent souvent à la vitesse et à la précision. En intégrant l'apprentissage automatique, les chercheurs peuvent désormais obtenir une identification plus rapide et plus efficace des épitopes des lymphocytes T.
En utilisant un ensemble de données organisé de plus de 650 000 ligands d'antigène leucocytaire humain (HLA) et des architectures d'IA de pointe, MUNIS a considérablement surpassé les modèles de prédiction des épitopes existants. L'outil a été validé à l'aide de données expérimentales du virus de la grippe, du VIH et de l'Epstein-Barr (EBV) et a pu identifier de nouvelles épitopes immunogènes dans EBV, un virus qui a été largement étudié. Remarquablement, MUNIS a atteint une précision comparable aux tests de stabilité expérimentaux, une autre forme de prédiction des épitopes, démontrant son potentiel pour réduire les charges de laboratoire et rationaliser la conception du vaccin.
Ceci est notre premier article à l'intersection de l'IA et de l'immunologie. Grâce à cette collaboration avec le Dr Gaiha et son équipe, nous avons beaucoup appris sur ce domaine fascinant et nous sommes enthousiasmés par les immenses possibilités d'utiliser des algorithmes d'IA pour modéliser les subtilités du système immunitaire. «
Regina Barzilay, professeur du MIT
Un facteur clé dans le développement de Munis a été la collaboration entre les immunologues et les informaticiens. Le partenariat a mis à profit les compétences et l'expertise uniques de chaque équipe, garantissant l'efficacité de l'outil pour lutter contre les complexités biologiques.
« Il s'agit d'une merveilleuse application de l'intelligence artificielle qui a grandement bénéficié des idées partagées par les informaticiens et les immunologues », a déclaré Gaiha. « Le crédit réside dans l'initiative pour nous rassembler, ce qui a conduit à la création d'un nouvel outil passionnant d'immunologie et de conception de vaccins. »
Les implications de cette percée s'étendent au-delà de la recherche sur les vaccins. En fournissant une méthode fiable pour prédire les épitopes immunodominants qui sont les plus adultes par le système immunitaire, Munis jette les bases d'applications dans l'immunothérapie des cellules T du cancer et la recherche sur l'auto-immunité. Alors que la communauté mondiale continue de confronter les maladies infectieuses émergentes, des outils comme Munis sont prometteurs pour une préparation accrue.
Cette innovation souligne l'engagement du Ragon Institute à faire progresser la science à l'intersection de l'immunologie et de la technologie pour sauver des vies et promouvoir la santé mondiale.
