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随着研究人员开发出一种 AI 平台，能够定制蛋白质组件并武装患者的免疫细胞以对抗癌症，大规模精准癌症治疗正在逐渐成为现实。
这项发表在《科学》杂志上的新方法，首次展示了通过计算机设计蛋白质，利用 pMHC 分子将免疫细胞重新定向以攻击癌细胞的可能性。这一突破将寻找有效分子用于癌症治疗的过程从数年缩短到几周。
丹麦技术大学（DTU）的副教授、该研究的最后作者 Timothy P. Jenkins 表示：“我们本质上是在为免疫系统创造一双新的眼睛。目前的个体化癌症治疗方法基于在患者或捐赠者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。我们的平台使用 AI 设计分子钥匙来靶向癌细胞，并且速度极快，因此新的主要分子可以在 4 - 6 周内准备就绪。”
由 DTU 和美国斯克里普斯研究所的团队开发的 AI 平台，旨在通过展示科学家如何生成针对肿瘤细胞的靶向治疗并避免损伤健康组织，解决癌症免疫治疗中的一个主要挑战。
通常，T 细胞通过识别由 pMHC 分子在细胞表面呈现的特定蛋白质片段（称为肽）来自然识别癌细胞。利用这一知识进行治疗是一个缓慢且具有挑战性的过程，通常因为人体自身 T 细胞受体的多样性使得创建个性化治疗变得困难。
在这项研究中，研究人员在已知的癌症靶点 NY-ESO-1 上测试了 AI 平台的强度，该靶点存在于多种癌症中。团队成功设计了一种与 NY-ESO-1 pMHC 分子紧密结合的微型结合物。当设计的蛋白质被插入 T 细胞时，它创建了一种独特的新细胞产品，研究人员将其命名为 IMPAC-T 细胞，在实验室实验中有效地引导 T 细胞杀死癌细胞。
该研究的共同作者、DTU 研究员 Kristoffer Haurum Johansen 表示：“将这些完全在计算机上创建的微型结合物带入实验室并看到它们如此有效地工作，真是令人兴奋。”
研究人员还应用该流程设计了一种针对转移性黑色素瘤患者中识别的癌症靶点的结合物，并成功生成了针对该靶点的结合物。这证明了该方法也可以用于针对新型癌症靶点的定制免疫治疗。
研究人员创新中的一个关键步骤是开发了虚拟安全检查。团队使用 AI 筛选他们设计的微型结合物，并评估它们与健康细胞上发现的 pMHC 分子的关系。这种方法使他们在进行任何实验之前能够过滤掉可能引起危险副作用的微型结合物。
DTU 教授、该研究的共同作者 Sine Reker Hadrup 表示：“癌症治疗中的精准性至关重要。通过在设计阶段预测并排除交叉反应，我们能够降低设计蛋白质的风险，并增加设计安全有效治疗的可能性。”
Jenkins 预计，新方法将在五年内准备好进行初步的人体临床试验。一旦该方法准备就绪，治疗过程将类似于目前使用基因修饰 T 细胞（称为 CAR-T 细胞）的癌症治疗，目前用于治疗淋巴瘤和白血病。
患者首先将在医院进行抽血，类似于常规血液检查。然后从该血液样本中提取他们的免疫细胞，并在实验室中进行修饰以携带 AI 设计的微型结合物。这些增强的免疫细胞被送回患者体内，它们像精准导弹一样，精确地找到并消除体内的癌细胞。
