Komórki uzbrojone przez AI. Nadzieja dla chorych na raka
Sztuczna inteligencja projektuje białkowe „pociski” do walki z nowotworami. Nowa metoda skraca czas tworzenia terapii z lat do tygodni
Naukowcy z Danii i Stanów Zjednoczonych opracowali platformę AI, która potrafi w zaledwie cztery do sześciu tygodni zaprojektować białka zdolne do precyzyjnego ukierunkowania ludzkich limfocytów T na komórki nowotworowe. To przełom, który może przyspieszyć rozwój spersonalizowanych terapii onkologicznych, łączących wysoką skuteczność z bezpieczeństwem.
Technologia, opisana w najnowszym numerze Science, powstała dzięki współpracy Technical University of Denmark (DTU) oraz Scripps Research Institute. Jej działanie polega na komputerowym projektowaniu białek wiążących się z antygenami nowotworowymi prezentowanymi przez cząsteczki pMHC. Dzięki temu możliwe jest precyzyjne naprowadzenie komórek odpornościowych pacjenta do wnętrza guza.
„Tworzymy dla układu odpornościowego nowy zestaw oczu” – mówi dr Timothy P. Jenkins z DTU, współautor badania. „Nasza platforma projektuje molekularne klucze, które rozpoznają komórki nowotworowe z niezwykłą precyzją. Co najważniejsze, robi to w rekordowym tempie – nowa cząsteczka może być gotowa w ciągu czterech do sześciu tygodni”.
Precyzyjne białka zamiast długich poszukiwań
W obecnie stosowanych terapiach opartych na limfocytach T wykorzystuje się naturalne receptory TCR, które rozpoznają komórki nowotworowe na podstawie charakterystycznych fragmentów białek. Ich identyfikacja i selekcja to proces czasochłonny i kosztowny. Nowa metoda pozwala na zaprojektowanie syntetycznych białek wiążących (tzw. minibinderów), które pełnią tę samą funkcję, lecz są tworzone od podstaw komputerowo.
W badaniach laboratoryjnych zespół zaprojektował minibindery wiążące się z antygenem NY-ESO-1, występującym m.in. w czerniaku i nowotworach jajnika. Następnie białka te wprowadzono do limfocytów T, tworząc nowy typ komórek odpornościowych, nazwany przez autorów „IMPAC-T cells”. W warunkach laboratoryjnych komórki te skutecznie rozpoznawały i niszczyły komórki nowotworowe.
„To było niesamowicie ekscytujące: zaprojektować te minibindery całkowicie komputerowo i zobaczyć, jak skutecznie działają w laboratorium” – mówi dr Kristoffer Haurum Johansen z DTU, współautor publikacji.
Wbudowane mechanizmy bezpieczeństwa
Jednym z największych wyzwań immunoterapii nowotworowej jest ryzyko uszkodzenia zdrowych tkanek. Projektowane białka mogą czasem reagować również z cząsteczkami pMHC obecnymi na zdrowych komórkach, co prowadzi do powikłań. Dlatego zespół stworzył w ramach platformy AI tzw. „wirtualny filtr bezpieczeństwa”, pozwalający eliminować potencjalnie niebezpieczne minibindery już na etapie projektowania.
„Precyzja w leczeniu raka ma kluczowe znaczenie” – podkreśla prof. Sine Reker Hadrup, współautorka badania. „Dzięki możliwości przewidywania i wykluczania reakcji krzyżowych jeszcze na etapie projektu, możemy znacząco ograniczyć ryzyko i zwiększyć bezpieczeństwo terapii”.
Naukowcy przetestowali platformę również w przypadku rzadkiego antygenu nowotworowego zidentyfikowanego u pacjenta z przerzutowym czerniakiem. Udało się stworzyć skuteczne minibindery także dla tego celu, co potwierdza, że technologia może być używana w terapiach indywidualnie dopasowanych do konkretnego pacjenta.
Od laboratorium do kliniki
Autorzy przewidują, że pierwsze badania kliniczne z udziałem ludzi mogą ruszyć w ciągu pięciu lat. Ostatecznie terapia ma przypominać obecnie stosowane metody CAR-T, wykorzystywane m.in. w leczeniu chłoniaków i białaczek.
Proces leczenia będzie wyglądał następująco: od pacjenta zostanie pobrana krew, z której wyizolowane zostaną limfocyty T. Następnie w laboratorium zostaną one zmodyfikowane tak, by przenosiły zaprojektowane białka. Tak „uzbrojone” komórki zostaną podane z powrotem pacjentowi, gdzie zadziałają jak precyzyjne, biologiczne pociski niszczące komórki nowotworowe.
„Naszym celem było stworzenie platformy umożliwiającej szybkie projektowanie skutecznych i bezpiecznych terapii przeciwnowotworowych” – wyjaśnia Jenkins, dodając: „Wyniki naszych badań pokazują, że jesteśmy bardzo blisko tego celu”.
Źródła:
Jenkins T.P., Johansen K.H., Hadrup S.R. et al. De novo-designed pMHC binders facilitate T cell-mediated cytotoxicity towards cancer cells, Science, 24 lipca 2025. DOI: 10.1126/science.adv0422
Komunikat prasowy Technical University of Denmark: EurekAlert