Le traitement du cancer de précision à plus grande échelle se rapproche après que les chercheurs ont développé une plate-forme d'IA qui peut adapter les composants des protéines et armer les cellules immunitaires du patient pour lutter contre le cancer. La nouvelle méthode, publiée dans la revue scientifique Science Science, démontre pour la première fois qu'il est possible de concevoir des protéines dans l'ordinateur pour rediriger les cellules immunitaires pour cibler les cellules cancéreuses par le biais de molécules de PMHC.
Cela raccourcit considérablement le processus de recherche de molécules efficaces pour le traitement du cancer des années à quelques semaines.
Nous créons essentiellement un nouvel ensemble d'yeux pour le système immunitaire. Les méthodes actuelles de traitement du cancer individuel sont basées sur la recherche de récepteurs dits de cellules T dans le système immunitaire d'un patient ou d'un donneur qui peut être utilisé pour le traitement. Il s'agit d'un processus très long et difficile. Notre plate-forme conçoit des clés moléculaires pour cibler les cellules cancéreuses à l'aide de la plate-forme AI, et il le fait à une vitesse incroyable, de sorte qu'une nouvelle molécule de plomb peut être prête dans les 4 à 6 semaines. «
Timothy P. Jenkins, professeur agrégé à l'Université technique du Danemark (DTU) et dernier auteur de l'étude
Sommaire
Missiles ciblés contre le cancer
La plate-forme de l'IA, développée par une équipe de DTU et de l'American Scripps Research Institute, vise à résoudre un défi majeur dans l'immunothérapie contre le cancer en démontrant comment les scientifiques peuvent générer des traitements cibles pour les cellules tumorales et éviter d'endommager les tissus sains.
Normalement, les cellules T identifient naturellement les cellules cancéreuses en reconnaissant des fragments de protéines spécifiques, appelés peptides, présentés sur la surface cellulaire par des molécules appelées PMHC.
Stimuler le système immunitaire du corps
Dans l'étude, les chercheurs ont testé la force de la plate-forme d'IA sur une cible cancer bien connue, NY-ESO-1, qui se trouve dans un large éventail de cancers. L'équipe a réussi à concevoir un mini-berdre qui s'est étroitement lié aux molécules PMHC de NY-ESO-1. Lorsque la protéine conçue a été insérée dans les cellules T, elle a créé un nouveau produit cellulaire unique nommé « Impac-T '' par les chercheurs, qui a effectivement guidé les cellules T pour tuer les cellules cancéreuses dans des expériences de laboratoire.
« C'était incroyablement excitant de prendre ces minibinders, qui ont été entièrement créés sur un ordinateur, et de les voir fonctionner si efficacement en laboratoire », explique le postdoc Kristoffer Haurum Johansen, co-auteur de The Study and Researcher de DTU.
Les chercheurs ont également appliqué le pipeline à la conception de liants pour une cible de cancer identifiée chez un patient de mélanome métastatique, générant avec succès des liants pour cette cible également. Cela a documenté que la méthode peut également être utilisée pour l'immunothérapie sur mesure contre de nouvelles cibles de cancer.
Dépistage des traitements
Une étape cruciale dans l'innovation des chercheurs a été le développement d'un «chèque de sécurité virtuel». L'équipe a utilisé l'IA pour filtrer leurs minibinders conçus et les évaluer par rapport aux molécules de PMHC trouvées sur des cellules saines. Cette méthode leur a permis de filtrer les minibinders qui pourraient provoquer des effets secondaires dangereux avant que des expériences ne soient effectuées.
« La précision du traitement du cancer est cruciale. En prédisant et en excluant la réaction croisée déjà dans la phase de conception, nous avons pu réduire le risque associé aux protéines conçues et augmenter la probabilité de concevoir une thérapie sûre et efficace », explique le professeur de DTU et co-auteur de l'étude REKER HADRUP.
Cinq ans au traitement
Timothy Patrick Jenkins s'attend à ce que cela prenne jusqu'à cinq ans avant que la nouvelle méthode ne soit prête pour les premiers essais cliniques chez l'homme. Une fois la méthode prête, le processus de traitement ressemblera aux traitements actuels du cancer à l'aide de cellules T génétiquement modifiées, appelées cellules CAR-T, qui sont actuellement utilisées pour traiter le lymphome et la leucémie. Leurs cellules immunitaires seront ensuite extraites de cet échantillon de sang et modifiées en laboratoire pour transporter les minibinders conçus par l'IA. Ces cellules immunitaires améliorées sont renvoyées au patient, où elles agissent comme des missiles ciblés, trouvant et éliminant précisément les cellules cancéreuses du corps.
