O platformă de inteligenţă artificială (AI) ar putea schimba fundamental modul în care cercetătorii luptă împotriva cancerului. Cu ajutorul AI, oamenii de ştiinţă au proiectat proteine care transformă celulele imunitare în ucigaşi de precizie ai cancerului, reducând drastic timpul de dezvoltare a terapiilor personalizate.
Tratamentele oncologice de precizie la scară largă se apropie de realitate după ce o echipă de cercetători de la Universitatea Politehnică din Danemarca (Technical University of Denmark-DTU) şi Institutul american de Cercetare Scripps a dezvoltat o platformă AI care poate personaliza componente proteice şi poate înarma celulele imunitare ale pacientului să lupte cu cancerul.
Noua platformă de AI, care le permite cercetătorilor să creeze molecule proteice pentru a învaţa celulele imune ale unui pacient să atace cancerul cu o precizie extremă, a fost validată cu succes atât pe ţinte tumorale bine cunoscute, cât şi pe variante personalizate, adaptate fiecărui pacient. Prin utilizarea unor simulări virtuale de siguranţă pentru a evita efectele secundare periculoase, platforma reprezintă un salt important în medicina personalizată.
Noua metodă, descrisă într-un articol publicat în revista ştiinţifică Science, demonstrează pentru prima dată că este posibil să fie proiectate pe calculator proteine capabile să redirecţioneze celulele imunitare către celulele canceroase prin intermediul moleculelor pMHC, ceea ce reduce dramatic procesul de descoperire şi dezvoltare a moleculelor eficiente pentru tratamentul cancerului, de la ani la doar câteva săptămâni.
Moleculele pMHC (complex peptidic–CMH / peptide–Major Histocompatibility Complex) sunt complexe formate dintr-o peptidă (fragment proteic) legată de o moleculă MHC, care se află la suprafaţa celulelor. Rolul lor este să prezinte aceste fragmente celulelor sistemului imunitar (mai ales celulelor T) pentru ca acestea să recunoască dacă o celulă este sănătoasă sau infectată/tumorală.
Cu alte cuvinte, moleculele pMHC sunt ca nişte „etichete moleculare” care informează sistemul imunitar despre starea internă a celulei.
„Practic, creăm un nou set de ochi pentru sistemul imunitar. Metodele actuale de tratament personalizat al cancerului se bazează pe identificarea unor receptori de celule T din sistemul imunitar al unui pacient sau donator, lucru extrem de complicat şi care durează mult. Platforma noastră proiectează molecule proteice care vizează celulele canceroase folosind AI, iar viteza cu care o face este uimitoare: o nouă moleculă poate fi gata în 4-6 săptămâni”, explică Timothy P. Jenkins, profesor asociat la Universitatea Tehnică a Danemarcei (DTU) şi autor principal al studiului, citat într-un comunicat.
Platforma de AI vizează rezolvarea uneia dintre cele mai mari provocări în imunoterapia cancerului, demonstrând că oamenii de ştiinţă pot genera tratamente ţintite pentru celulele tumorale evitând în acelaşi timp distrugerea ţesuturilor sănătoase.
În mod normal, celulele T identifică celulele canceroase recunoscând fragmente proteice specifice, numite peptide, prezentate la suprafaţa celulei de molecule pMHC. Totuşi, valorificarea acestei cunoaşteri în tratamente reale este un proces lent şi complicat, în principal din cauza diversităţii receptorilor de pe celulele T, care îngreunează dezvoltarea unor terapii personalizate pentru fiecare pacient.
În acest studiu, cercetătorii au testat platforma de AI pe o ţintă oncologică bine cunoscută, NY-ESO-1, prezentă într-o gamă largă de cancere.
Echipa a reuşit să proiecteze o mică proteină sintetică creată special pentru a se lega cu precizie de o ţintă biologică (cum ar fi o moleculă pMHC de pe o celulă tumorală) în acest caz, pMHC NY-ESO-1. Această „cheie moleculară” extrem de specifică, creată pe calculator, se potriveşte perfect într-o „încuietoare” de pe suprafaţa unei celule. Când proteina astfel creată a fost introdusă în celule T, a dat naştere unui nou tip de produs celular, numit de cercetători „celule IMPAC-T”, care a ghidat eficient celulele T să distrugă celulele canceroase în experimente de laborator.
„A fost incredibil de palpitant să vedem cum această „cheie moleculară”, creată în totalitate pe computer, funcţionează atât de eficient în laborator”, spune Kristoffer Haurum Johansen, postdoctorand şi coautor al studiului de la DTU.
O nouă metodă bazată pe inteligenţa artificială poate produce, în doar câteva săptămâni, proteine special concepute care echipează celulele T ale sistemului imunitar pentru a ataca şi distruge celulele canceroase. Ilustraţie: Claus Lunau. Credit: DTU, 24 iulie 2025
Cercetătorii au folosit aceeaşi metodă de proiectare şi testare şi pentru o ţintă canceroasă identificată la un pacient cu melanom metastatic.
Acest succes confirmă că abordarea poate fi aplicată şi în dezvoltarea de imunoterapii personalizate în oncologie pentru ţinte tumorale noi.
Un pas esenţial în această inovaţie a fost crearea unei simulări inteligente care verifică dinainte dacă moleculele proiectate sunt sigure pentru organism.
Astfel, cercetătorii au folosit AI pentru a analiza proteinele create pe calculator, înainte de studiile pe pacienţi, verificând dacă acestea s-ar putea lega şi de molecule pMHC prezente pe celulele sănătoase. În acest mod, au eliminat din timp acele variante care ar fi putut declanşa reacţii nedorite sau efecte secundare periculoase.
„Este esenţial ca tratamentele împotriva cancerului să fie extrem de precise. Tocmai de aceea, am folosit simulări încă din faza de proiectare pentru a anticipa şi evita reacţiile nedorite. În acest fel, am redus potenţialele riscuri şi am crescut considerabil şansele de a obţine o terapie sigură şi eficientă”, a explicat prof. Sine Reker Hadrup de la DTU, coautoare a studiului.
Cercetătorii estimează că va dura aproximativ cinci ani până când metoda va fi pregătită pentru primele teste clinice pe oameni.
Odată ce va fi gata, tratamentul va semăna cu terapiile celulare existente, care folosesc celule T modificate genetic, cunoscute drept terapii cu celule CAR-T, deja utilizate pentru tratarea limfomului şi leucemiei.
Pacienţilor li se va recolta sânge la spital, asemenea analizelor de rutină, din care vor fi extrase celulele imune, care vor fi apoi modificate în laborator pentru a conţine proteine special create cu ajutorul inteligenţei AI, care le va ghida cu precizie spre celulele canceroase. Celulele imune astfel îmbunătăţite vor fi reintroduse în organism, unde vor acţiona ca nişte „rachete ghidate”, identificând şi eliminând cu precizie celulele canceroase.
