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L'intelligenza artificiale crea "missili" molecolari per colpire le cellule tumorali
Ultima recensione: 27.07.2025
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La terapia personalizzata contro il cancro sta raggiungendo nuovi livelli: i ricercatori hanno sviluppato una piattaforma di intelligenza artificiale in grado di personalizzare i componenti proteici e di "armare" le cellule immunitarie del paziente per combattere il cancro.
Un nuovo metodo descritto sulla rivista Science dimostra per la prima volta che è possibile progettare al computer proteine in grado di reindirizzare le cellule immunitarie per uccidere le cellule tumorali utilizzando molecole pMHC.
Ciò riduce radicalmente il tempo necessario per individuare molecole efficaci per la terapia del cancro: da diversi anni a diverse settimane.
"Stiamo essenzialmente creando un nuovo paio di occhi per il sistema immunitario. Gli attuali trattamenti personalizzati contro il cancro si basano sull'individuazione dei cosiddetti recettori delle cellule T nel sistema immunitario del paziente o del donatore, che possono essere utilizzati in terapia. Si tratta di un processo molto lungo e complesso. La nostra piattaforma progetta chiavi molecolari per il riconoscimento delle cellule tumorali utilizzando l'intelligenza artificiale, e lo fa a una velocità incredibile, consentendo di sviluppare una molecola candidata in sole 4-6 settimane", spiega Timothy P. Jenkins, Professore Associato presso la Technical University of Denmark (DTU) e ultimo autore dello studio.
Missili mirati contro il cancro
La piattaforma di intelligenza artificiale, sviluppata congiuntamente da specialisti della DTU e dello Scripps Research Institute (USA), risolve uno dei problemi chiave nel campo dell'immunoterapia: creare metodi mirati per trattare i tumori senza danneggiare i tessuti sani.
In genere, i linfociti T riconoscono naturalmente le cellule tumorali rispondendo a specifici peptidi esposti sulla superficie cellulare dalle molecole pMHC. Tradurre questa conoscenza in terapia è un processo lento e difficile, soprattutto perché la diversità dei singoli recettori dei linfociti T impedisce lo sviluppo di trattamenti universali e personalizzati.
Rafforzare il sistema immunitario del corpo
Nello studio, gli scienziati hanno testato l'efficacia della piattaforma su un bersaglio noto, NY-ESO-1, presente in vari tipi di cancro. Il team ha progettato con successo un minilegante che si lega saldamente alle molecole di pMHC di NY-ESO-1.
Quando questa proteina è stata inserita nei linfociti T, ha creato un nuovo costrutto cellulare che i ricercatori hanno chiamato cellule IMPAC-T. Queste cellule hanno efficacemente indirizzato i linfociti T a distruggere le cellule tumorali negli esperimenti di laboratorio.
"È stato incredibilmente entusiasmante vedere come le mini-proteine leganti, progettate interamente al computer, funzionino in modo così efficiente in laboratorio", afferma il postdoc Christoffer Haurum Johansen, coautore dello studio e ricercatore presso la DTU.
Gli scienziati hanno utilizzato la piattaforma anche per progettare proteine che prendessero di mira un bersaglio tumorale identificato in un paziente con melanoma metastatico e sono riusciti a creare composti attivi anche per questo scopo, dimostrando che il metodo può essere applicato a nuovi singoli bersagli tumorali.
Controllo di sicurezza virtuale
L'elemento chiave dell'innovazione è stata la creazione di un test di sicurezza virtuale. Gli scienziati hanno utilizzato l'intelligenza artificiale per analizzare i minileganti da loro creati, confrontandoli con le molecole pMHC presenti nelle cellule sane. Ciò ha permesso loro di filtrare le molecole potenzialmente pericolose prima dell'inizio degli esperimenti.
"La precisione nel trattamento del cancro è fondamentale. Prevedendo ed eliminando le reazioni crociate già in fase di progettazione, siamo stati in grado di ridurre i rischi e aumentare la probabilità di creare una terapia sicura ed efficace", spiega Sine Reker Hadrup, professoressa presso la DTU e coautrice dello studio.
Trattamento - dopo cinque anni
Jenkins stima che ci vorranno fino a cinque anni per condurre i primi studi clinici sull'uomo. Una volta implementato, il metodo assomiglierà ai metodi esistenti che utilizzano cellule T geneticamente modificate, la cosiddetta terapia CAR-T, utilizzata per trattare linfomi e leucemie.
Innanzitutto, viene prelevato il sangue dal paziente, come in un normale esame. Da questo sangue, le cellule immunitarie vengono estratte e modificate in laboratorio iniettandole con minileganti progettati dall'intelligenza artificiale. Le cellule immunitarie potenziate vengono quindi reinfuse nel paziente e agiscono come missili teleguidati, individuando e distruggendo con precisione le cellule tumorali nell'organismo.