Un avance en la ciencia utilizado para personalizar el tratamiento del cáncer y otras enfermedades es tan prometedor que los investigadores de la Universidad de Washington planean lanzar una empresa para comercializar la tecnología.
La estrategia utiliza inteligencia synthetic para crear proteínas que reconocen y se unen a marcadores específicos en células enfermas, creando lo que son esencialmente signos de neón biológicos que atraen células inmunes para destruir los objetivos.
La investigación proviene del laboratorio del premio Nobel David Baker y UW Medication’s Instituto de Diseño de Proteínasque Baker lidera, y se está publicando hoy en la revista Ciencia. Los autores de estudio adicionales provienen de múltiples departamentos de UW, el Laboratorio de García en la Universidad de Stanford, y el Laboratorio de Scheinberg en Memorial Sloan Kettering Most cancers Heart.
“Detectar células no saludables es uno de los principales trabajos del sistema inmunitario, pero no siempre nota los signos sutiles de cáncer o infección viral”, dijo Baker en un comunicado. “En este estudio, mostramos que las proteínas diseñadas por computadora pueden ayudar a las células inmunes humanas detectar los objetivos correctos y funcionar de manera más efectiva”.
El trabajo podría conducir a avances significativos en la inmunoterapia de precisión, que ofrece medicamentos para combatir enfermedades que están diseñadas para pacientes individuales. La clave para este enfoque personalizado radica en comprender cómo las células muestran su identidad en sus superficies.
La membrana exterior de una célula está tachada de moléculas que incluyen proteínas pequeñas llamadas péptidos que revelan el funcionamiento interno de una célula, incluso si es canceroso o infectado por un virus como el VIH. Los científicos utilizaron RFDiffusion y ProteinMpnn-Instruments AI construidas por el Instituto de Diseño de Proteínas-para diseñar proteínas de manera eficiente y económica que reconocen los péptidos únicos.
Las proteínas hechas a medida se pueden integrar en receptores de antígeno quimérico (CARS), que son moléculas de ingeniería que atraen y activan guerreros del sistema inmune llamados células T para atacar objetivos específicos.
En su estudio, los investigadores diseñaron proteínas para 11 objetivos de péptidos y ocho desencadenaron con éxito una respuesta de células T. De esos ocho, dos produjeron una respuesta inmune tan fuerte que las células T mataron las células objetivo.
Los objetivos de péptidos incluyeron fragmentos de VIH y mutaciones de proteínas relacionadas con el tumor.
“Hemos mostrado cómo los avances en el diseño de proteínas podrían hacer posible la terapia personalizada del cáncer, y tenemos la intención de comenzar una empresa para convertir estos resultados en terapias reales que benefician a los pacientes”, dijo Bingxu Liu, co-líder del estudio y académico postdoctoral en el laboratorio Baker.
Desde 2014, el Instituto de Diseño de Proteínas ha salido de 10 nuevas empresas, y Baker ha cofundado 21 compañías tecnológicas. Cuando Baker ganó el Premio Nobel en octubre, la Actual Academia de Ciencias de Suecia anotado que “su grupo de investigación ha producido una creación imaginativa de proteínas tras otra, incluidas las proteínas que pueden usarse como productos farmacéuticos, vacunas, nanomateriales y pequeños sensores”.
Los investigadores involucrados en el último estudio explicaron que la estrategia se puede adaptar fácilmente a nuevos escenarios. En cuestión de días, el equipo pudo tomar una de sus proteínas exitosas y usar IA para modificarla para apuntar a nuevos péptidos asociados a cáncer y virus.
El proceso podría hacer que sea mucho más barato crear tratamientos personalizados.
“Tengo la esperanza de que esto conduzca a nuevas terapias que sean más accesibles para pacientes de todo el mundo que no se benefician de los tratamientos actuales de cáncer de vanguardia”, dijo Julia Bonzanini, autora co-líder y estudiante graduada de Baker Lab.
Los investigadores de todo el mundo pueden Acceso en línea El software program de código abierto utilizado en la investigación.
Otros autores del Ciencia Documento, titulado “Diseño de aglutinantes de alta especificidad para los complejos péptidos-MHC-I”, son Nathan Greenwood, Amir Motmaen, Jeremy Meyerberg, Tao Dao, Xinyu Xiang, Russell Ault, Jazmin Sharp, Chunyu Wang, Giano Marco Visani, Dionne Vafeados, Nicole Roullier, Armita Nourmata Nourmah, Mar Scheinberg y Christopher García.
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