AIモデルが免疫細胞とその標的を結び付けます

アアルト大学とヘルシンキ大学の研究者によって開発された新しい人工知能（AI）モデルは、免疫細胞とその標的を結び付けることができます。これは、たとえば、AIがどの白血球がCOVID-19を認識するかを解明することを可能にします。研究者によると、新しいモデルは、感染症、自己免疫疾患、がんにおける免疫システムの理解を深めるのに役立ちます。

この研究は先月、PLOS Computational Biology誌に掲載されました。

ヒトの免疫システム

ヒトの免疫システムは、白血球が病気を引き起こす病原体を正確に識別し、そこに対して防御を発達させることに依存しています。免疫システムは、以前に出会った病原体も思い出すことができます。これは、ワクチンの有効性の基盤です。これは、ヒトの免疫システムが個人がすでに出会った病原体に関する多くのデータを保持していることを意味しますが、そのデータを患者サンプルから取得することは難しいことがあります。

免疫システムには、抗体の生成を担当するB細胞と、標的を破壊するT細胞があります。抗体の測定は比較的簡単なプロセスと考えられています。

サトゥ・ムストヨキはヘルシンキ大学の移植ヘマトロジー教授です。

「T細胞の役割がウイルスやがんに対する防御反応において重要であることはわかっているにもかかわらず、T細胞の標的を特定することは難しいままです」とムストヨキは述べています。

T細胞は、標的を特定するために、鍵と鍵穴の原理に依存しています。T細胞の表面にあるT細胞受容体が鍵であり、感染した細胞の表面にあるタンパク質が鍵穴です。伝統的な実験室技術では、T細胞の標的をマッピングすることは難しいです。個々の個体が大量のT細胞を受け継いでいるからです。

AIモデルによる標的予測

研究者は、以前プロファイル化された鍵と鍵穴のペアを研究し、未マッピングされたT細胞の標的を予測できるAIモデルを開発することができました。

エミ・ヨキネンはアアルト大学の修士課程および博士課程の学生です。

この研究は、T細胞がどのようにしてさまざまな部分を使用して標的を特定するかについての洞察を提供しています。研究者が研究した一般的なウイルスには、インフルエンザ、HIV、B型肝炎ウイルスがあります。

研究者は、AI生成ツールはコスト効率の高い研究テーマであると述べています。

ハッリ・レーデスメーキはアアルト大学の計算生物学と機械学習の教授です。

「これらのツールの助けを借りて、すでに公開されている膨大な患者コホートをよりよく活用し、さらに理解を深めることができます」とレーデスメーキは述べています。

AIツールを使用した主な発見の1つは、さまざまな疾患状態における防御反応の強度がその標的とどのように関連しているかということです。これは、この研究の直接的な結果です。

M.D. ヤニ・フーフタネンはヘルシンキ大学の博士課程の学生です。

「たとえば、COVID-19感染に加えて、さまざまな自己免疫疾患における防御システムの役割を調査し、一部のがん患者が新しい薬剤から利益を得る理由と、得ない理由を説明しました」とフーフタネンは述べています。