Yapay Zekâ ile Tasarlanan Proteinler, Kanser Hücrelerini Hedef Haline Getirip Yok Ediyor

Kanser tedavisinde kişiselleştirilmiş immünoterapiler için devrim niteliğinde çok önemli bir eşik aşıldı. Danimarka Scripps Araştırma Enstitüsü’nden bilim insanları, yapay zekâ destekli bir platform geliştirerek, bağışıklık sisteminin T hücrelerini kanser hücrelerini hedef alacak şekilde donatabilecek özel proteinler tasarladı. Science dergisinde yayımlanan çalışmada, bu yeni yöntemin yalnızca 4 ila 6 hafta içinde bilgisayar ortamında “mini-bağlayıcı proteinler” (minibinder) üretebildiği gösterildi. Bu proteinler, vücutta kansere özgü protein fragmanlarını tanıyan moleküler anahtarlar gibi davranarak kanser hücrelerini doğal hedef haline getirerek yok edilmesini sağlıyor.

Bağışıklık sistemine yeni bir boyut kazandırıyor

Çalışmanın kıdemli yazarı Doç. Dr. Timothy P. Jenkins, elde ettikleri sonuçlarla ilgili şu bilgileri paylaştı: “Geliştirdiğimiz yapay zeka modeliyle aslında bağışıklık sistemine yeni bir göz seti kazandırıyoruz. Geleneksel yöntemlerde uygun T hücre reseptörleri bulmak yıllar sürebilirken, bu platform yapay zeka kullanarak kanser hücrelerini hedeflemek için moleküler anahtarlar tasarlıyor ve bunu inanılmaz bir hızla gerçekleştiriyor.”

Genetik Enjeksiyon ile İşitme Kaybı Tedavisi: Doğuştan Sağırlığı Olanlar İşitme Yetisi Kazandı

Yeni nesil bağışıklık terapileri için kapı aralayan bu yöntem, hem tanıda hem de tedavide yapay zekânın gücünü gösteren çarpıcı bir örnek olarak dikkat çekiyor. Araştırma, ileri evre kanserler için daha hedefli, daha güvenli ve daha hızlı çözümler geliştirme konusunda yeni bir çalışma platformu sunuyor.

Kanser için moleküler güdümlü füzeler

Araştırmacılar, minibinder proteinlerini ilk olarak birçok tümör türünde görülen NY-ESO-1 adlı bilinen bir kanser hedefi üzerinde test etti. Tasarlanan minibinder, NY-ESO-1’i taşıyan pMHC moleküllerine sıkı şekilde bağlandı. Bu özel proteinler laboratuvar ortamında T hücrelerine yerleştirildiğinde, bilim insanlarının “IMPAC-T hücreleri” adını verdiği yeni bir hücre ürünü ortaya çıktı. Bu hücreler, hedef kanser hücrelerini etkili şekilde tanıyıp yok etmeyi başardı.

Melanom hastasından alınan hedefe özel tasarım

Platform ayrıca metastatik melanomlu bir hastadan alınan yeni bir tümör hedefi için de minibinder tasarlamakta başarı sağladı. Bu, teknolojinin yalnızca bilinen hedeflerde değil, bireye özel yeni mutasyonlarda da işe yaradığını gösterdi.

Yeni Yapay Zekâ Modeli Mesane Kanseri Tedavisinde Başarı Oranlarını Arttırıyor

Sanal güvenlik testi ile yan etki riski azaltıldı

Geliştirilen platformun önemli bir özelliği ise deney öncesi “sanal güvenlik kontrolü” sunması. Araştırma ekibi, tasarladıkları proteinleri sağlıklı hücrelerde bulunan pMHC molekülleriyle karşılaştırarak potansiyel çapraz reaksiyonları önceden tespit edebiliyor. DTU’dan Prof. Dr. Sine Reker Hadrup, “Tasarım aşamasında olası yan etkileri öngörüp elediğimiz için, tedavinin güvenliğini önemli ölçüde artırdık” diyor.

Yeni yöntemin ilk insan klinik denemelerine hazırlanan bilim insanları yeni yöntemin çok geniş bir kullanım alanı olduğunu ve immünoterapilerin başarısını önemli oranda arttırabileceğini belirtiyorlar.

Tedavi süreci, CAR-T hücre tedavilerine benzer olacak

Hastadan kan örneği alınacak, bağışıklık hücreleri laboratuvarda yapay zekâ ile tasarlanmış minibinder proteinlerle donatılacak ve yeniden hastaya verilecek. Bu hücreler, vücut içinde kansere karşı yönlendirilmiş biyolojik füzeler gibi görev yapacak.

Meme kanserinin seyrini belirleyen yeni bir Yapay Zeka Modeli geliştirildi

Bilgisayarda tasarlandı, laboratuvarda çalıştı

Post-doktoral araştırmacı Kristoffer Haurum Johansen, “Bu proteinlerin tamamı bilgisayarda tasarlandı. Onların laboratuvarda bu kadar etkili çalıştığını görmek heyecan vericiydi,” diyerek teknolojinin potansiyeline dikkat çekiyor.

Araştırmanın Özeti

De novo Tasarlanmış pMHC Bağlayıcılar, T Hücresi Aracılı Sitotoksisite Yoluyla Kanser Hücrelerinin Yok Edilmesini Kolaylaştırıyor
Editörün notu: Hastalıklı ve enfekte hücreler, hücre yüzeyinde ana histouyumluluk kompleksi (MHC) proteinleri aracılığıyla sunulan peptit antijenleri sayesinde tanınabilir. T hücre reseptörleri (TCR), bu peptit-yüklü MHC’leri tanımada doğanın çözümüdür. Ancak bu amaçla sentetik olarak üretilen daha küçük proteinler, hem tanı araçlarında hem de immünoterapilerde dönüşüm yaratma potansiyeline sahiptir. Liu, Johansen ve Householder tarafından geliştirilen hesaplamalı ve deneysel platformlar, MHC molekülleri tarafından sunulan viral proteinler, tümöre özgü proteinler veya neoantijenlerden türeyen peptitleri yüksek özgüllükle ve düşük hedef dışı etki riskiyle tanıyabilen proteinlerin hızlı şekilde tasarlanmasını ve doğrulanmasını sağlamaktadır (bkz. Hickok ve Stromnes’in yorumu). Bu de novo tasarlanmış peptit-MHC bağlayıcılar, melez antijen reseptörlerinin tanıma bölgesine entegre edilip T hücrelerinde eksprese edildiğinde, sinyal iletimi başlatabilir ve hedef kanser hücrelerinin yok edilmesini sağlayabilir.

Özet: CD8+ T hücrelerinin, hücre içi antijenleri T hücre reseptörleri (TCR) aracılığıyla tanıması, enfeksiyonlara ve kansere karşı adaptif bağışıklığın temelini oluşturur. Ancak hasta örneklerinden TCR’lerin tanımlanması oldukça karmaşık bir süreçtir. Bu çalışmada, NY-ESO-1 peptidini taşıyan HLA-A02:01 MHC kompleksi (SLLMWITQC/HLA-A02:01) gibi kanserle ilişkili pMHC hedeflerine yönelik minibinder (miBd) tasarımı için ileri düzey üretici modeller kullanan hızlı bir de novo tasarım platformu sunduk.

Yapay zeka kanser tanı ve tedavisinin kaderini değiştirebilir mi?

Çalışmanın temel bileşenleri:

• In silico çapraz tarama: Özgüllüğü hesaplamalı olarak ön değerlendirmeye tabi tuttuk.
• Moleküler dinamik simülasyonları: Hücre dışı ortamda başarı ihtimalini öngörmek için kullanıldı.
• Yüksek afinite gösteren NY-ESO-1 bağlayıcısı: Tanımlandı ve yapısı kriyo-elektron mikroskopisi ile doğrulandı.
• Fonksiyonel doğrulama: Bu bağlayıcı, bir melez antijen reseptörüne entegre edildiğinde, NY-ESO-1 pozitif melanom hücrelerini etkili şekilde öldürdü.
• Ayrıca, yapısı daha önce tanımlanmamış olan bir neoantijen pMHC kompleksi (RVTDESILSY/HLA-A*01:01) için de bağlayıcılar tasarlandı ve doğrulandı. Bu sonuçlar, yöntemin kişiselleştirilmiş immünoterapiler için geniş uygulama potansiyelini göstermektedir.

YORUMUNUZ VAR MI?

Label

İsim*

Email*

Δ

Label

İsim*

Email*

Δ

0 Yorum

Inline Feedbacks

Tüm yorumları gör