Kecerdasan Buatan Menciptakan 'Rudal' Molekuler untuk Menargetkan Sel Kanker

Perawatan kanker yang dipersonalisasi mencapai tingkat baru karena para peneliti telah mengembangkan platform AI yang kini dapat menyesuaikan komponen protein dan "mempersenjatai" sel imun pasien untuk melawan kanker.

Sebuah metode baru yang dijelaskan dalam jurnal Science menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa adalah mungkin untuk merancang protein pada komputer yang dapat mengarahkan sel imun untuk membunuh sel kanker menggunakan molekul pMHC.

Hal ini secara radikal mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menemukan molekul yang efektif untuk terapi kanker – dari beberapa tahun menjadi beberapa minggu.

"Pada dasarnya, kami menciptakan sepasang mata baru untuk sistem imun. Perawatan kanker personalisasi saat ini didasarkan pada penemuan reseptor sel-T dalam sistem imun pasien atau donor yang dapat digunakan dalam terapi. Proses ini sangat panjang dan kompleks. Platform kami merancang kunci molekuler untuk mengenali sel kanker menggunakan AI, dan melakukannya dengan kecepatan luar biasa, memungkinkan molekul kandidat dikembangkan hanya dalam 4-6 minggu," jelas Timothy P. Jenkins, Associate Professor di Technical University of Denmark (DTU) dan penulis terakhir studi ini.

Rudal yang ditargetkan melawan kanker

Platform AI, yang dikembangkan bersama oleh spesialis dari DTU dan Scripps Research Institute (AS), memecahkan salah satu masalah utama di bidang imunoterapi: menciptakan metode yang ditargetkan untuk mengobati tumor tanpa merusak jaringan sehat.

Umumnya, sel T secara alami mengenali sel kanker dengan merespons peptida spesifik yang ditampilkan di permukaan sel oleh molekul pMHC. Penerjemahan pengetahuan ini ke dalam terapi merupakan proses yang lambat dan sulit, terutama karena keragaman reseptor sel T individual menghambat pengembangan pengobatan yang universal dan personal.

Memperkuat sistem kekebalan tubuh

Dalam studi tersebut, para ilmuwan menguji efektivitas platform tersebut pada target yang telah diketahui, NY-ESO-1, yang terdapat dalam berbagai jenis kanker. Tim berhasil merancang sebuah minibinder yang terikat erat dengan molekul pMHC NY-ESO-1.

Ketika protein ini dimasukkan ke dalam sel T, ia menciptakan konstruksi sel baru yang oleh para peneliti disebut sel IMPAC-T. Sel-sel ini secara efektif mengarahkan sel T untuk membunuh sel kanker dalam percobaan laboratorium.

"Sangat menarik melihat bagaimana protein pengikat mini, yang dirancang sepenuhnya di komputer, bekerja begitu efisien di laboratorium," ujar peneliti pascadoktoral Christoffer Haurum Johansen, salah satu penulis studi dan peneliti di DTU.

Para ilmuwan juga menggunakan platform tersebut untuk merekayasa protein guna menargetkan target kanker yang diidentifikasi pada pasien dengan melanoma metastasis, dan berhasil menciptakan senyawa aktif untuk tujuan ini juga, membuktikan bahwa metode tersebut dapat diterapkan pada target kanker individu yang baru.

Pemeriksaan Keamanan Virtual

Elemen kunci inovasi ini adalah terciptanya uji keamanan virtual. Para ilmuwan menggunakan AI untuk menyaring minibinder yang mereka ciptakan, membandingkannya dengan molekul pMHC yang terdapat pada sel sehat. Hal ini memungkinkan mereka menyaring molekul yang berpotensi berbahaya sebelum eksperimen dimulai.

"Ketepatan dalam pengobatan kanker sangat penting. Dengan memprediksi dan menghilangkan reaksi silang sejak tahap desain, kami mampu mengurangi risiko dan meningkatkan kemungkinan terciptanya terapi yang aman dan efektif," jelas Profesor DTU dan rekan penulis studi, Sine Reker Hadrup.

Perawatan - setelah lima tahun

Jenkins memperkirakan uji klinis pertama pada manusia akan memakan waktu hingga lima tahun. Setelah diimplementasikan, metode ini akan menyerupai metode yang sudah ada yang menggunakan sel T hasil rekayasa genetika, yang disebut terapi CAR-T, yang digunakan untuk mengobati limfoma dan leukemia.

Pertama, darah diambil dari pasien, seperti dalam tes normal. Dari darah ini, sel-sel imun diekstraksi dan dimodifikasi di laboratorium dengan menyuntikkannya menggunakan minibinder yang dirancang dengan kecerdasan buatan (AI). Sel-sel imun yang telah disempurnakan kemudian dikembalikan ke pasien, dan bertindak sebagai peluru kendali, yang secara tepat menemukan dan menghancurkan sel-sel kanker di dalam tubuh.