人工智能将免疫细胞改造成精准癌症杀手——仅需几周时间

这将寻找有效癌症治疗分子的过程从数年大幅缩短至几周。

"我们本质上是在为免疫系统创造一双新眼睛。当前的个体化癌症治疗方法基于在患者或供体的免疫系统中寻找可用于治疗的所谓T细胞受体。这是一个非常耗时且具有挑战性的过程。我们的平台利用AI平台设计靶向癌细胞的分子钥匙，其速度惊人，因此新的先导分子可在4-6周内准备就绪，"丹麦技术大学（DTU）副教授兼该研究的通讯作者Timothy P. Jenkins说道。

针对癌症的定向导弹

该AI平台由丹麦技术大学和美国斯克里普斯研究所的团队联合开发，旨在解决癌症免疫疗法中的一个重大挑战：通过展示科学家如何生成针对肿瘤细胞的靶向治疗方法，同时避免损伤健康组织。

通常，T细胞通过识别由pMHC分子呈现在细胞表面的特定蛋白质片段（称为肽）来自然识别癌细胞。然而，将这一知识应用于治疗是一个缓慢且艰难的过程，通常是因为人体自身T细胞受体的多样性使得创建个性化治疗具有挑战性。

增强人体免疫系统

在研究中，研究人员在一个著名的癌症靶点NY-ESO-1上测试了AI平台的能力，该靶点存在于多种癌症中。团队成功设计出一种与NY-ESO-1 pMHC分子紧密结合的微型粘合剂。当将这种设计好的蛋白质插入T细胞时，研究人员创建了一种独特的新型细胞产品，命名为'IMPAC-T'细胞。在实验室实验中，该细胞能有效引导T细胞杀死癌细胞。

"看到这些完全在计算机上创建的微型粘合剂在实验室中发挥如此强大的作用，真是令人极其兴奋，"该研究的合著者、丹麦技术大学博士后研究员Kristoffer Haurum Johansen说道。

研究人员还将该流程应用于设计针对一个在转移性黑色素瘤患者中发现的癌症靶点的粘合剂，并成功生成了针对该靶点的粘合剂。这证明了该方法也可用于针对新型癌症靶点的定制化免疫治疗。

治疗筛选

研究人员创新中的一个关键步骤是开发了'虚拟安全检查'。团队利用AI筛选他们设计的微型粘合剂，并评估其与健康细胞上发现的pMHC分子的关系。这种方法使他们能够在进行任何实验之前，就过滤掉可能引起危险副作用的微型粘合剂。

"癌症治疗的精准性至关重要。通过在设计阶段就预测并排除交叉反应，我们能够降低设计蛋白质的风险，并增加设计出安全有效疗法的可能性，"丹麦技术大学教授兼该研究合著者Sine Reker Hadrup解释道。

五年内进入治疗阶段

Timothy Patrick Jenkins预计，新方法最多需要五年时间才能准备好进行首次人体临床试验。该方法一旦准备就绪，其治疗过程将类似于目前使用的经基因改造的T细胞（称为CAR-T细胞）的癌症治疗方法（目前用于治疗淋巴瘤和白血病）。患者将首先在医院抽血，类似于常规血液检测。然后，他们的免疫细胞将从该血液样本中提取出来，并在实验室中进行改造，使其携带AI设计的微型粘合剂。这些增强的免疫细胞将被回输给患者，在体内像定向导弹一样精确寻找并消灭癌细胞。