Иммунная защита человека основана на способности белых кровяных телец точно идентифицировать болезнетворные патогены и инициировать защитную реакцию против них. Иммунная защита способна вспомнить патогены, с которыми она столкнулась ранее, на которых, например, основана эффективность вакцин. Таким образом, иммунная защита – самая точная система записи пациентов, которая содержит историю всех патогенов, с которыми человек столкнулся.
Однако эту информацию ранее было трудно получить из образцов пациентов.
Обучающуюся иммунную систему можно условно разделить на две части, из которых В-клетки отвечают за выработку антител против патогенов, а Т-клетки отвечают за уничтожение своих мишеней.
Измерение антител традиционными лабораторными методами относительно просто, поэтому антитела уже находят несколько применений в здравоохранении.
«Хотя известно, что роль Т-лимфоцитов в защитной реакции, например, против вирусов и рака, очень важна, идентификация мишеней Т-лимфоцитов была затруднена, несмотря на обширные исследования», – говорит Сату Мустйоки, профессор трансляционной гематологии.
ИИ помогает определять новые пары ключ-замок
Т-клетки идентифицируют свои мишени по принципу ключа и замка, где ключом является рецептор Т-клетки на поверхности Т-клетки, а ключом является белок, представленный на поверхности инфицированной клетки.
По оценкам, у человека больше различных ключей Т-клеток, чем звезд в Млечном Пути, что затрудняет картирование мишеней Т-клеток с помощью лабораторных методов.
Поэтому исследователи из Университета Аалто и Университета Хельсинки изучили ранее профилированные пары ключ-замок и смогли создать модель искусственного интеллекта, которая может прогнозировать цели для ранее не нанесенных на карту Т-клеток.
«Созданная нами модель искусственного интеллекта является гибкой и применима ко всем возможным патогенам – при условии, что у нас будет достаточно экспериментально созданных пар ключ-замок. Например, мы быстро смогли применить нашу модель к коронавирусу SARS-CoV-2, когда было доступно достаточное количество таких пар », – объясняет Эмми Йокинен, М.Sc. и доктор.D. студент университета Аалто.
Результаты исследования помогают нам понять, как Т-клетка применяет разные части своего ключа для идентификации своих замков. Исследователи изучили, какие Т-клетки распознают распространенные вирусы, такие как вирус гриппа, HI- и гепатита B. Исследователи также использовали свой инструмент для анализа роли Т-клеток, распознающих гепатит B, которые утратили свою убивающую способность после прогрессирования гепатита в рак печеночных клеток.
Исследование опубликовано в научном журнале PLOS Computational Biology.
Новая жизнь опубликованных данных с новыми моделями ИИ
Инструменты, созданные с помощью ИИ, являются экономически эффективными темами исследования.
«С помощью этих инструментов мы можем лучше использовать уже опубликованные обширные когорты пациентов и получить дополнительное представление о них», – отмечает Харри Лахдесмаки, профессор вычислительной биологии и машинного обучения в Университете Аалто.
Используя инструмент искусственного интеллекта, исследователи, среди прочего, выяснили, как интенсивность защитной реакции соотносится с ее целью при различных болезненных состояниях, что было бы невозможно без этого исследования.
«Например, помимо инфекции COVID19, мы исследовали роль защитной системы в развитии различных аутоиммунных заболеваний и объяснили, почему некоторые больные раком получают пользу от новых лекарств, а некоторые – нет», – говорит М.D.
Яни Хуухтанен, доктор философии.D. студентка Университета Хельсинки, о предстоящей работе с новой моделью.
Меня тут сайт https://m-ebli.ru/ заинтересовал, мне кажется такая информация порадует и заинтересует очень многих. По этому, если вам это интересно, то стоит обязательно посмотреть.