Los investigadores han desarrollado una innovadora plataforma de inteligencia artificial que puede diseñar proteínas en cuestión de semanas para ayudar a las células T a apuntar con precisión y eliminar las células cancerosas, acelerando significativamente el cronograma para el desarrollo de nuevos tratamientos contra el cáncer.
Los investigadores han desarrollado una innovadora plataforma basada en inteligencia artificial que podría transformar el tratamiento de precisión del cáncer, reduciendo significativamente el tiempo necesario para desarrollar nuevas proteínas terapéuticas.
El método, publicado En la revista Science, se muestra la capacidad de la inteligencia artificial para diseñar "misiles" moleculares que arman a los linfocitos T —un componente crucial del sistema inmunitario— para atacar y destruir eficazmente las células cancerosas. Este avance podría reducir el tiempo de desarrollo de nuevas proteínas para el tratamiento del cáncer de años a tan solo unas semanas.
“Básicamente, estamos creando una nueva perspectiva para el sistema inmunitario”, declaró en un comunicado de prensa el último autor, Timothy P. Jenkins, profesor asociado de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU). “Los métodos actuales para el tratamiento individual del cáncer se basan en la búsqueda de los llamados receptores de células T en el sistema inmunitario de un paciente o donante que puedan utilizarse para el tratamiento. Este es un proceso complejo y que requiere mucho tiempo. Nuestra plataforma diseña claves moleculares para atacar las células cancerosas mediante la plataforma de IA, y lo hace a una velocidad increíble, de modo que una nueva molécula principal puede estar lista en un plazo de 4 a 6 semanas”.
Esta plataforma pionera de IA es fruto de la colaboración entre investigadores de la DTU y el Instituto de Investigación Scripps de Estados Unidos. Su objetivo era simplificar uno de los desafíos más urgentes de la inmunoterapia contra el cáncer: diseñar tratamientos dirigidos que ataquen con precisión las células tumorales sin dañar el tejido sano.
Normalmente, los linfocitos T detectan las células cancerosas mediante el reconocimiento de fragmentos proteicos específicos, o péptidos, presentados en la superficie celular por moléculas llamadas complejos péptido-mayor de histocompatibilidad (pMHC). Sin embargo, la producción de proteínas terapéuticas que aprovechan este proceso natural es notoriamente lenta y compleja debido a la variabilidad de los receptores de linfocitos T de cada paciente.
En el estudio, se evaluó la eficacia de la plataforma en una diana cancerosa bien conocida, NY-ESO-1, prevalente en diversos tipos de cáncer. Mediante el diseño de miniligantes que se unen firmemente a las moléculas pMHC de NY-ESO-1, los investigadores crearon células T modificadas, denominadas células «IMPAC-T», que lograron dirigirlas para destruir células cancerosas en experimentos de laboratorio.
“Fue increíblemente emocionante tomar estos minibinders, que fueron creados completamente en una computadora, y verlos funcionar tan efectivamente en el laboratorio”, agregó el coautor Kristoffer Haurum Johansen, investigador postdoctoral en DTU.
El equipo de investigación también demostró la versatilidad de la plataforma al diseñar ligandos para una diana cancerosa en un paciente con melanoma metastásico. Esto indica el potencial del método para desarrollar inmunoterapias personalizadas contra diversas dianas cancerosas.
Una innovación esencial en este proceso fue el desarrollo de una "comprobación de seguridad virtual". Mediante IA, los investigadores compararon los miniligantes diseñados con moléculas pMHC en células sanas para eliminar aquellas que pudieran causar efectos secundarios adversos. Esta medida preventiva busca mejorar la seguridad y la eficacia de los tratamientos resultantes.
La precisión en el tratamiento del cáncer es crucial. Al predecir y descartar reacciones cruzadas ya en la fase de diseño, pudimos reducir el riesgo asociado con las proteínas diseñadas y aumentar la probabilidad de diseñar una terapia segura y eficaz, añadió la coautora Sine Reker Hadrup, profesora de la DTU.
Aunque esta tecnología aún se encuentra en fase experimental, Jenkins prevé que esté lista para los primeros ensayos clínicos en humanos en un plazo de cinco años. El proceso de tratamiento consistirá en extraer sangre de los pacientes, modificar sus linfocitos T con miniligadores diseñados con IA en un laboratorio y, posteriormente, reinfundir las células inmunitarias mejoradas en el paciente. Estos linfocitos T modificados actuarán como misiles guiados de precisión, buscando y eliminando las células cancerosas del cuerpo.
Fuente: Universidad Técnica de Dinamarca