Модель штучного інтелекту пов’язує імунні клітини з цілями

Нова модель штучного інтелекту, розроблена дослідниками Університету Аалто та Гельсінського університету, здатна пов’язувати імунні клітини з їхніми цілями. Це означає, наприклад, що штучний інтелект може визначити, які білі кров’яні клітини розпізнають COVID-19. За словами дослідників, нова модель допоможе створити краще розуміння імунної системи під час інфекцій, аутоімунних розладів та раку.

Дослідження було опубліковано минулого місяця в журналі PLOS Computational Biology.

Людська імунна система

Людська імунна система залежить від точного розпізнавання патогенів білими кров’яними клітинами, які потім розвивають захист проти них. Імунна система також здатна запам’ятовувати патогени, з якими вона раніше зустрічалася, що є основою ефективності вакцин. Це означає, що людська імунна система містить велику кількість даних про патогени, з якими людина вже зустрічалася, але ці дані часто важко отримати з клінічних зразків.

Імунна система містить В-клітини, які відповідають за виробництво антитіл, і Т-клітини, які відповідають за знищення цілей. Вимірювання антитіл вважається відносно простим процесом.

Сату Мустйокі – професор трансляційної гематології.

“Хоча відомо, що роль Т-клітин у захисті проти вірусів і раку є важливою, визначення їхніх цілей було складним завданням, незважаючи на інтенсивні дослідження”, – говорить Мустйокі.

Для визначення своїх цілей Т-клітини використовують принцип ключа і замка. Рецептор Т-клітини є ключем на поверхні Т-клітини, а замок – білком на поверхні інфікованої клітини. Визначення цілей Т-клітин традиційними лабораторними методами є складним завданням, оскільки одна людина має величезну кількість таких пар.

Модель штучного інтелекту для прогнозування цілей

Дослідники вирішили вивчити раніше профільовані пари ключ-замок, що дозволило їм розробити модель штучного інтелекту, здатну прогнозувати цілі для раніше некартированих Т-клітин.

Еммі Йокінен – магістр та аспірант Університету Аалто.

Дослідження дає уявлення про те, як Т-клітина застосовує різні частини свого ключа для розпізнавання своїх цілей. Серед вивчених вірусів були грип, ВІЛ та вірус гепатиту Б.

Дослідники вважають, що інструменти, створені штучним інтелектом, є економічно ефективними темами досліджень.

Харрі Ляхдесмякі – професор комп’ютерної біології та машинного навчання в Університеті Аалто.

“За допомогою цих інструментів ми можемо краще використовувати вже опубліковані великі клінічні когорти та отримувати додаткове розуміння їх”, – говорить Ляхдесмякі.

Одним з основних відкриттів, зроблених за допомогою інструментів штучного інтелекту, було те, як інтенсивність захисної реакції пов’язана з її цілями при різних захворюваннях, що є прямим результатом цього дослідження.

М.Д. Яні Хуухтанен – аспірант Гельсінського університету.

“Наприклад, крім інфекції COVID-19, ми вивчили роль захисної системи в розвитку різних аутоімунних розладів та пояснили, чому деякі пацієнти з раком користуються новими препаратами, а деякі – ні”, – говорить Хуухтанен.