Angielsko-szwedzka firma AstraZeneca oraz amerykańska Absci podpisały porozumienie w celu wyprodukowania szczepionki na raka zaprojektowanej przy użyciu sztucznej inteligencji – jako pierwszy podał informację Financial Times (za nim Reuters). Szukając więcej informacji, znalazłem kilka bardzo ciekawych rzeczy na temat tego, jak sztuczna inteligencja generatywna jest używana do projektowania przeciwciał.

Firma Absci wykorzystuje sztuczną inteligencję generatywną do projektowania przeciwciał o specjalnych właściwościach. Można to porównać do projektowania klucza otwierającego konkretny zamek. Co bardzo ciekawe, zbliżony rodzaj sztucznej inteligencji jest wykorzystywany do tworzenia np czata GPT oraz w inżynierii genetycznej. Podobieństwo wynika z tego, że tak jak zdanie złożone jest ze słów, opartych na strukturze syntaktycznej, tak samo nić RNA złożona jest z sekwencji nukleotydów, cząsteczek przyjmujących kształty zgodnie z regułami, które przypominają syntaktyczne reguły języka.

Czy taka generatywna AI również może zmyślać i „halucynować”, tak jak to czasem robi czat GPT? Zapewne tak, ale możemy domyślać się, że robi to w znacznie mniejszym stopniu albo inaczej niż czat GPT. Po pierwsze, ta sztuczna inteligencja mogła być trenowana na danych wysokiej jakości a nie wszystkim, co zostało skopiowane z internetu. Po drugie, ta sztuczna inteligencja, obsługiwana przez osoby na poziomie eksperckim, otrzymuje tylko wąski zakres pytań, wprost odnoszących się do zasobu wiedzy. Po trzecie, pewna dawka halucynowania może być wręcz pożądana! Jak informuje ta praca naukowa Frontiers | Hallucinating structure-conditioned antibody libraries for target-specific binders (frontiersin.org), kreatywność w projektowaniu przeciwciał daje bardzo dobre efekty. Po czwarte, technologia generatywna w takim zastosowaniu może zostać połączona z innym modelem sztucznej inteligencji, który testuje i ocenia zaproponowane cząsteczki.

Leczenie różnych rodzajów raka za pomocą przeciwciał jest intensywnie rozwijającą gałęzią medycyny i nazywane jest immunoterapią. Już 2010 roku amerykańska FDA dopuściła do użycia pierwszą taką szczepionkę. Przygotowanie takich szczepionek do tej pory polegało na pobraniu krwi od osoby chorej, odizolowaniu przeciwciał z krwi i genetycznej inżynierii tych przeciwciał. Następnie zmodyfikowane przeciwciała zostają podane osobie, od której zostały pobrane.

Firma Absci jednak produkuje przeciwciała używając do tego bakterii E.coli, które są modyfikowane genetycznie i produkują wyselekcjonowany rodzaj białka – antygen.

Pozostali producenci szczepionek – firmy farmaceutyczne, biotechnologiczne – również pracują nad szczepionkami na raka. Na przykład BioNTech, firma która stworzyła słynną szczepionkę mRNA na COVID, prowadzi badania kliniczne nad szczepionką mRNA przeciw rakowi trzustki (PDAC). W maju 2023 publikowane były optymistyczne wyniki, wg których u połowy chorych rak nie powrócił przez półtora roku po podaniu.

Problemem w takiej terapii jest reakcja układu odpornościowego, który czasem jest zbyt słaby, żeby zareagować na szczepionkę. Jednak u tych chorych, u których wystąpiła reakcja immunologiczna, rak został pokonany.

Również w tej odmianie szczepionek mRNA, sztuczna inteligencja może mieć zastosowanie, pozwalając na zaprojektowanie bardziej trwałych (stabilnych) cząsteczek. Chińska firma Baidu w ten sposób zmodyfikowała i wzmocniła trwałość szczepionki mRNA na Covid.

Na podstawie:
AstraZeneca, AI biologics firm Absci tie up on cancer drug | Reuters
De Novo Design | Abscihttps://www.nih.gov/news-events/nih-research-matters/mrna-vaccine-treat-pancreatic-cancer
https://www.cancer.net/navigating-cancer-care/how-cancer-treated/immunotherapy-and-vaccines/what-are-cancer-vaccines
https://www.nature.com/articles/d41586-023-01487-y
Generative AI Hallucinations: Explanation and Prevention | TELUS International
Frontiers | Hallucinating structure-conditioned antibody libraries for target-specific binders (frontiersin.org)