Modelul de inteligență artificială leagă celulele imune de țintele lor

Un nou model de inteligență artificială (IA) dezvoltat de cercetători de la Universitatea Aalto și Universitatea din Helsinki este capabil să lege celulele imune de țintele lor. Acest lucru înseamnă, de exemplu, că IA poate dezvălui care dintre celulele albe din sânge recunosc COVID-19. Conform cercetătorilor, noul model va ajuta la crearea unei înțelegeri mai bune a sistemului imunitar în timpul infecțiilor, tulburărilor autoimune și cancerului.

Cercetarea a fost publicată luna trecută în revista PLOS Computational Biology.

Sistemul imunitar uman

Sistemul imunitar uman se bazează pe capacitatea celulelor albe din sânge de a identifica cu acuratețe agenții patogeni care cauzează boli și de a dezvolta apărări împotriva lor. Sistemul imunitar este, de asemenea, capabil să-și amintească agenții patogeni pe care i-a întâlnit anterior, ceea ce este baza eficacității vaccinurilor. Acest lucru înseamnă că sistemul imunitar uman deține o cantitate mare de date despre agenții patogeni pe care un individ i-a întâlnit deja, dar aceste date sunt adesea greu de obținut din mostre de pacienți.

Sistemul imunitar conține celule B care sunt responsabile de producerea de anticorpi și celule T care sunt responsabile de distrugerea țintelor. Măsurarea anticorpilor este considerată un proces relativ simplu.

Satu Mustjoki este profesor de hematologie translațională.

“Deși se știe că rolul celulelor T în răspunsul de apărare împotriva virusurilor și cancerului este esențial, identificarea țintelor celulelor T a fost dificilă, în ciuda cercetărilor extinse”, spune Mustjoki.

Pentru a-și identifica țintele, celulele T se bazează pe un principiu de cheie și broască. Receptorul celulei T este cheia de pe suprafața celulei T, iar broasca este proteina de pe suprafața unei celule infectate. Este dificil să se cartografieze țintele celulelor T cu tehnici de laborator tradiționale, deoarece un singur individ poartă o cantitate masivă.

Modelul de IA care prezice țintele

Cercetătorii au studiat perechi cheie-broască profilate anterior, ceea ce le-a permis să dezvolte un model de IA capabil să prezică țintele pentru celulele T nemapate anterior.

Emmi Jokinen este studentă doctorandă la Universitatea Aalto.

Studiul oferă informații despre modul în care o celulă T aplică diferite părți ale cheii sale pentru a identifica broasca sa. Unii dintre virusurile comune studiate de cercetători au inclus gripa, HI- și virusul hepatitic B.

Cercetătorii spun că instrumentele generate de IA sunt subiecte de cercetare rentabile.

Harri Lähdesmäki este profesor de biologie computațională și învățare automată la Universitatea Aalto.

“Cu ajutorul acestor instrumente, putem face o utilizare mai bună a cohortelor de pacienți publicate anterior și putem obține o înțelegere suplimentară a lor”, spune Lähdesmäki.

Una dintre principalele descoperiri cu instrumentele IA a fost modul în care intensitatea reacției de apărare se relaționează cu ținta sa în diferite stări de boală, ceea ce este un rezultat direct al acestui studiu.

M.D. Jani Huuhtanen este student doctorand la Universitatea din Helsinki.

“De exemplu, în plus față de infecția cu COVID-19, am investigat rolul sistemului de apărare în dezvoltarea diferitelor tulburări autoimune și am explicat de ce unii pacienți cu cancer beneficiază de noi medicamente și de ce alții nu”, spune Huuhtanen.