Αποκωδικοποιώντας τα μυστικά της σύνθεσης αντισωμάτων με AI
Μια πρωτοποριακή μελέτη από επιστήμονες στο University College London εξετάζει τη δυνατότητα της τεχνητής νοημοσύνης να προβλέψει πώς συντίθενται τα αντισώματα στον ανθρώπινο οργανισμό. Τα αντισώματα, που αποτελούνται από βαριές και ελαφρές πρωτεϊνικές αλυσίδες, παράγονται από τα Β κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος και παίζουν κρίσιμο ρόλο στην προστασία μας από ιούς και βακτήρια.
Η ανακάλυψη των κανόνων σύνθεσης
Η καθηγήτρια Φράνκα Φρατερνάλι, ειδική στην Ενοποιημένη Υπολογιστική Βιολογία, δήλωσε: “Μέχρι σήμερα, πιστεύαμε ότι η ζεύξη των βαριών και ελαφρών αλυσίδων στα αντισώματα γινόταν τυχαία. Χρησιμοποιώντας το ImmunoMatch, αποδεικνύουμε για πρώτη φορά ότι αυτή η σύνθεση είναι στην πραγματικότητα εξαιρετικά συγκεκριμένη. Η κατανόηση αυτών των κανόνων ζεύξης είναι ζωτικής σημασίας για την πρόβλεψη της σταθερότητας και της απόδοσης των αντισωμάτων, ανοίγοντας το δρόμο για τη λογική σχεδίαση πιο αποτελεσματικών θεραπειών.”
Η δημιουργία του ImmunoMatch
Για να εμβαθύνουν στη μελέτη τους, οι επιστήμονες ανέπτυξαν το ImmunoMatch, ένα μοντέλο γλώσσας ειδικά σχεδιασμένο για αντισώματα. Αυτό το μοντέλο εφαρμόστηκε σε αλληλουχίες βαριών και ελαφρών αλυσίδων που συλλέχθηκαν από εκατομμύρια ανθρώπινα Β κύτταρα. Το AI κατάφερε να αναγνωρίσει και να προβλέψει τις ζεύξεις των αλυσίδων, προσφέροντας στους επιστήμονες πολύτιρες πληροφορίες σχετικά με το πώς συνδυάζονται τα αντισώματα.
Αξιολόγηση σε πραγματικές συνθήκες
Η ομάδα απέδειξε επίσης ότι το ImmunoMatch μπορεί να αναλύσει με ακρίβεια τις αλληλουχίες αντισωμάτων από ανοσοποιητικά κύτταρα που ανταγωνίζονται σε ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των αιματολογικών καρκίνων και των Β κυττάρων σε συμπαγείς όγκους. Αυτές οι γνώσεις θα μπορούσαν να επιταχύνουν τη λογική σχεδίαση νέων θεραπευτικών αντισωμάτων.
Η καθηγήτρια Ντεμπόρα Νταν-Γουόλτερς από το Πανεπιστήμιο του Σάρεϊ τόνισε: “Η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης μας βοήθησε να ανακαλύψουμε ότι οι συνδυασμοί βαριών και ελαφρών αλυσίδων δεν είναι τόσο τυχαίοι όσο πιστεύαμε προηγουμένως. Αυτές οι πληροφορίες μας επιτρέπουν να κατανοήσουμε τους κανόνες που διέπουν τη σύνθεση των πρωτεϊνών για τη δημιουργία λειτουργικών αντισωμάτων. Τα αντισώματα είναι η μεγαλύτερη κατηγορία σύγχρονων θεραπειών, με περίπου το ένα τέταρτο όλων των νέων εγκεκριμένων θεραπειών να είναι μονοκλωνικά αντισώματα, επομένως η κατανόηση της διαδικασίας παραγωγής τους είναι κρίσιμη για την αποτελεσματική τους σχεδίαση.”
Η μελέτη αυτή δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Methods, προσφέροντας νέες προοπτικές στην έρευνα των αντισωμάτων και την ανάπτυξη θεραπειών.
