Vasta-ainekoostumuksen salaisuuksien purkaminen tekoälyllä

Vasta-ainekoostumuksen salaisuuksien purkaminen tekoälyllä

Tämän ainutlaatuisen tutkimuksen aikana tutkijat halusivat ymmärtää, voidaanko tekoälyä käyttää ennustamaan, kuinka vasta-aineiden sisäosat muodostuvat kehossa. Vasta-aineita, jotka koostuvat "raskaista" ja "kevyistä" proteiiniketjuista, tuottavat immuunijärjestelmän B-solut ja ne suojaavat viruksilta ja bakteereilta.

Franca Fraternali, integratiivisen laskennallisen biologian professori University College Londonista, sanoi:

"Tähän asti on yleisesti oletettu, että raskaiden ja kevyiden ketjujen pariutuminen vasta-aineissa tapahtuu satunnaisesti. Immunomatchin avulla osoitamme ensimmäistä kertaa, että tämä järjestely on todellakin erittäin spesifinen. Näiden pariliitossääntöjen ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää vasta-aineiden stabiilisuuden ja suorituskyvyn ennustamisessa ja avaa oven tehokkaampien hoitomuotojen järkevälle kehittämiselle."

Lisätietojen saamiseksi tutkijat kehittivät ImmunoMatchin, joka perustuu vasta-ainespesifiseen kielimalliin, jota sovellettiin miljoonista yksittäisistä ihmisen B-soluista kerättyihin raskaan ja kevyen ketjun vasta-ainesekvensseihin. Tekoälymalli pystyi tunnistamaan ja ennustamaan ketjujen pariliitoksia, mikä antoi tutkijoille korvaamattoman käsityksen vasta-aineiden yhdistymisestä.

Tiimi osoitti myös, että ImmunoMatch voi analysoida tarkasti vasta-ainesekvenssejä immuunisoluista, jotka reagoivat aktiivisesti sairauksiin, mukaan lukien hematologisista syövistä ja kiinteiden kasvainten B-soluista. Nämä havainnot voivat nopeuttaa uusien terapeuttisten vasta-aineiden järkevää suunnittelua.

Surreyn yliopiston immunologian professori Deborah Dunn-Walters sanoi:

"Tekoälyn käyttö auttoi meitä havaitsemaan, että "raskaiden" ja "kevyiden" ketjujen yhdistelmät eivät ole niin satunnaisia ​​kuin aiemmin luulimme.

"Tämän tiedon avulla voimme oppia luonnosta johdettuja sääntöjä, jotka ohjaavat proteiinien yhdistämistä toimivien vasta-aineiden muodostamiseksi."

"Vasta-aineet ovat suurin yksittäinen nykyaikaisten lääkkeiden luokka. Noin neljäsosa kaikista äskettäin hyväksytyistä lääkkeistä on monoklonaalisia vasta-aineita. Siksi vasta-aineiden tuotannon ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää niiden tehokkaan suunnittelun kannalta."

Tämä tutkimus julkaistiin Nature Methodsissa.

Lähteet: