புற்றுநோய் செல்களை குறிவைக்க செயற்கை நுண்ணறிவு மூலக்கூறு 'ஏவுகணைகளை' உருவாக்குகிறது

புரதக் கூறுகளைத் தனிப்பயனாக்கி, புற்றுநோயை எதிர்த்துப் போராட நோயாளியின் நோயெதிர்ப்பு செல்களை "ஆயுதப்படுத்த"க்கூடிய ஒரு AI தளத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளதால், தனிப்பயனாக்கப்பட்ட புற்றுநோய் சிகிச்சை ஒரு புதிய நிலையை எட்டியுள்ளது.

அறிவியல் இதழில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள ஒரு புதிய முறை, pMHC மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தி புற்றுநோய் செல்களைக் கொல்ல நோயெதிர்ப்பு செல்களை திருப்பிவிடக்கூடிய புரதங்களை கணினியில் வடிவமைக்க முடியும் என்பதை முதல் முறையாக நிரூபிக்கிறது.

இது புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கான பயனுள்ள மூலக்கூறுகளைக் கண்டறிய எடுக்கும் நேரத்தை - பல ஆண்டுகளில் இருந்து பல வாரங்களாக - வெகுவாகக் குறைக்கிறது.

"நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்திற்கான புதிய கண்களை நாங்கள் உருவாக்குகிறோம். தற்போதைய தனிப்பயனாக்கப்பட்ட புற்றுநோய் சிகிச்சைகள், நோயாளியின் அல்லது நன்கொடையாளரின் நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தில் சிகிச்சையில் பயன்படுத்தக்கூடிய T-செல் ஏற்பிகள் என்று அழைக்கப்படுவதைக் கண்டுபிடிப்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. இது மிக நீண்ட மற்றும் சிக்கலான செயல்முறையாகும். எங்கள் தளம் AI ஐப் பயன்படுத்தி புற்றுநோய் செல்களை அங்கீகரிப்பதற்கான மூலக்கூறு விசைகளை வடிவமைக்கிறது, மேலும் நம்பமுடியாத வேகத்தில் அதைச் செய்கிறது, இது ஒரு வேட்பாளர் மூலக்கூறை வெறும் 4–6 வாரங்களில் உருவாக்க அனுமதிக்கிறது," என்று டென்மார்க் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தின் (DTU) இணைப் பேராசிரியரும் ஆய்வின் கடைசி ஆசிரியருமான டிமோதி பி. ஜென்கின்ஸ் விளக்குகிறார்.

புற்றுநோய்க்கு எதிராக இலக்கு வைக்கப்பட்ட ஏவுகணைகள்

DTU மற்றும் ஸ்கிரிப்ஸ் ஆராய்ச்சி நிறுவனம் (அமெரிக்கா) ஆகியவற்றின் நிபுணர்களால் கூட்டாக உருவாக்கப்பட்ட AI தளம், நோயெதிர்ப்பு சிகிச்சை துறையில் உள்ள முக்கிய பிரச்சனைகளில் ஒன்றை தீர்க்கிறது: ஆரோக்கியமான திசுக்களை சேதப்படுத்தாமல் கட்டிகளுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான இலக்கு முறைகளை உருவாக்குதல்.

பொதுவாக, T செல்கள் இயற்கையாகவே pMHC மூலக்கூறுகளால் செல் மேற்பரப்பில் காட்டப்படும் குறிப்பிட்ட பெப்டைட்களுக்கு பதிலளிப்பதன் மூலம் புற்றுநோய் செல்களை அடையாளம் காண்கின்றன. இந்த அறிவை சிகிச்சையாக மொழிபெயர்ப்பது மெதுவான மற்றும் கடினமான செயல்முறையாகும், குறிப்பாக தனிப்பட்ட T செல் ஏற்பி பன்முகத்தன்மை உலகளாவிய, தனிப்பயனாக்கப்பட்ட சிகிச்சைகளின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது.

உடலின் நோய் எதிர்ப்பு சக்தியை வலுப்படுத்துதல்

ஆய்வில், விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு வகையான புற்றுநோய்களில் காணப்படும் அறியப்பட்ட இலக்கான NY-ESO-1 இல் தளத்தின் செயல்திறனை சோதித்தனர். NY-ESO-1 pMHC மூலக்கூறுகளுடன் இறுக்கமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு மினிபைண்டரை குழு வெற்றிகரமாக வடிவமைத்தது.

இந்தப் புரதம் T செல்களில் செருகப்பட்டபோது, அது ஒரு புதிய செல் கட்டமைப்பை உருவாக்கியது, அதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் IMPAC-T செல்கள் என்று அழைத்தனர். இந்த செல்கள் ஆய்வக பரிசோதனைகளில் புற்றுநோய் செல்களைக் கொல்ல T செல்களை திறம்பட வழிநடத்தின.

"முற்றிலும் கணினியில் வடிவமைக்கப்பட்ட மினி-பிணைப்பு புரதங்கள், ஆய்வகத்தில் எவ்வாறு திறமையாக செயல்படுகின்றன என்பதைப் பார்ப்பது நம்பமுடியாத அளவிற்கு உற்சாகமாக இருந்தது," என்று ஆய்வின் இணை ஆசிரியரும் DTU இன் ஆராய்ச்சியாளருமான போஸ்ட்டாக் கிறிஸ்டோஃபர் ஹௌரம் ஜோஹன்சன் கூறுகிறார்.

மெட்டாஸ்டேடிக் மெலனோமா நோயாளியில் அடையாளம் காணப்பட்ட புற்றுநோய் இலக்கை குறிவைக்க புரதங்களை வடிவமைக்க விஞ்ஞானிகள் இந்த தளத்தைப் பயன்படுத்தினர், மேலும் இந்த நோக்கத்திற்காக செயலில் உள்ள சேர்மங்களையும் வெற்றிகரமாக உருவாக்கி, புதிய தனிப்பட்ட புற்றுநோய் இலக்குகளுக்கும் இந்த முறையைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதை நிரூபித்தனர்.

மெய்நிகர் பாதுகாப்பு சோதனை

இந்த கண்டுபிடிப்பின் முக்கிய அம்சம் ஒரு மெய்நிகர் பாதுகாப்பு சோதனையை உருவாக்குவதாகும். விஞ்ஞானிகள் தாங்கள் உருவாக்கிய மினிபைண்டர்களை திரையிட AI ஐப் பயன்படுத்தினர், அவற்றை ஆரோக்கியமான செல்களில் இருக்கும் pMHC மூலக்கூறுகளுடன் ஒப்பிட்டனர். இது சோதனைகள் தொடங்குவதற்கு முன்பு ஆபத்தான மூலக்கூறுகளை வடிகட்ட அனுமதித்தது.

"புற்றுநோய் சிகிச்சையில் துல்லியம் மிக முக்கியமானது. வடிவமைப்பு கட்டத்தில் ஏற்கனவே குறுக்கு-எதிர்வினைகளைக் கணித்து நீக்குவதன் மூலம், அபாயங்களைக் குறைத்து, பாதுகாப்பான மற்றும் பயனுள்ள சிகிச்சையை உருவாக்கும் வாய்ப்பை அதிகரிக்க முடிந்தது," என்று DTU பேராசிரியரும் ஆய்வு இணை ஆசிரியருமான சைன் ரெக்கர் ஹாட்ரப் விளக்குகிறார்.

சிகிச்சை - ஐந்து ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு

முதல் மனித மருத்துவ பரிசோதனைகளை நடத்த ஐந்து ஆண்டுகள் வரை ஆகும் என்று ஜென்கின்ஸ் மதிப்பிடுகிறார். செயல்படுத்தப்பட்டவுடன், இந்த முறை லிம்போமா மற்றும் லுகேமியாவுக்கு சிகிச்சையளிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் CAR-T சிகிச்சை எனப்படும் மரபணு மாற்றப்பட்ட T செல்களைப் பயன்படுத்தும் தற்போதைய முறைகளை ஒத்திருக்கும்.

முதலில், ஒரு சாதாரண பரிசோதனையைப் போலவே, நோயாளியிடமிருந்து இரத்தம் எடுக்கப்படுகிறது. இந்த இரத்தத்திலிருந்து, நோயெதிர்ப்பு செல்கள் பிரித்தெடுக்கப்பட்டு, ஆய்வகத்தில் AI- வடிவமைக்கப்பட்ட மினிபைண்டர்கள் மூலம் செலுத்தப்படுவதன் மூலம் மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. மேம்படுத்தப்பட்ட நோயெதிர்ப்பு செல்கள் பின்னர் நோயாளிக்குத் திருப்பி அனுப்பப்பட்டு, வழிகாட்டப்பட்ட ஏவுகணைகளாகச் செயல்பட்டு, உடலில் உள்ள புற்றுநோய் செல்களைத் துல்லியமாகக் கண்டுபிடித்து அழிக்கின்றன.