Modelo de inteligencia artificial que conecta células inmunes con sus objetivos

Un nuevo modelo de inteligencia artificial (IA) desarrollado por investigadores de la Universidad Aalto y la Universidad de Helsinki es capaz de conectar células inmunes con sus objetivos. Esto significa, por ejemplo, que la IA puede determinar qué células blancas reconocen el COVID-19. Según los investigadores, el nuevo modelo ayudará a crear una mejor comprensión del sistema inmune durante las infecciones, los trastornos autoinmunes y el cáncer.

La investigación se publicó el mes pasado en la revista PLOS Computational Biology.

Sistema inmune humano

El sistema inmune humano se basa en la capacidad de las células blancas para identificar con precisión los patógenos que causan enfermedades, y luego desarrollar una defensa contra ellos. El sistema inmune también es capaz de recordar los patógenos que ha encontrado anteriormente, lo que es la base de la efectividad de las vacunas. Esto significa que el sistema inmune humano contiene mucha información sobre los patógenos que un individuo ha encontrado anteriormente, pero que a menudo es difícil de obtener de las muestras de pacientes.

El sistema inmune contiene células B que son responsables de la producción de anticuerpos, y células T que son responsables de destruir los objetivos. La medición de los anticuerpos se considera un proceso relativamente sencillo.

Satu Mustjoki es profesora de Hematología Translacional.

“Aunque se sabe que el papel de las células T en la respuesta de defensa contra, por ejemplo, los virus y el cáncer es esencial, identificar los objetivos de las células T ha sido difícil a pesar de la investigación exhaustiva”, dice Mustjoki.

Para identificar sus objetivos, las células T dependen de un principio de llave y cerradura. El receptor de la célula T es la llave en la superficie de la célula T, y la cerradura es la proteína en la superficie de una célula infectada. Es difícil mapear los objetivos de las células T con técnicas de laboratorio tradicionales, ya que un individuo solo lleva una cantidad masiva.

Modelo de IA que predice objetivos

Los investigadores se propusieron estudiar los pares de llave y cerradura previamente perfilados, lo que les permitió desarrollar un modelo de IA capaz de predecir objetivos para las células T previamente no mapeadas.

Emmi Jokinen es estudiante de doctorado y tiene un título de Máster en la Universidad Aalto.

El estudio proporciona información sobre cómo una célula T aplica diferentes partes de su llave para identificar sus cerraduras. Algunos de los virus comunes estudiados por los investigadores incluyeron la influenza, el virus del HI y el virus de la hepatitis B.

Los investigadores dicen que las herramientas generadas por la IA son temas de investigación rentables.

Harri Lähdesmäki es profesor de Biología Computacional y Aprendizaje Automático en la Universidad Aalto.

“Con la ayuda de estas herramientas, podemos hacer un mejor uso de las cohortes de pacientes publicadas previamente y obtener una comprensión adicional de ellas”, dice Lähdesmäki.

Uno de los principales hallazgos con las herramientas de IA fue cómo la intensidad de la reacción de defensa se relaciona con su objetivo en diferentes estados de enfermedad, lo que, según ellos, es un resultado directo de este estudio.

M.D. Jani Huuhtanen es estudiante de doctorado en la Universidad de Helsinki.

“Por ejemplo, además de la infección por COVID-19, hemos investigado el papel del sistema de defensa en el desarrollo de varios trastornos autoinmunes y explicado por qué algunos pacientes con cáncer se benefician de nuevos medicamentos y otros no”, dice Huuhtanen.