Ερευνητές ανέπτυξαν με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης πολύ μικρά τμήματα αντισωμάτων που μπορούν να λειτουργούν μέσα στα ανθρώπινα κύτταρα. Η ανακάλυψη θα μπορούσε στο μέλλον να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για νευροεκφυλιστικές παθήσεις, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον, η νόσος Χάντινγκτον και η νόσος του κινητικού νευρώνα (MND).
Επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Έσεξ, σε συνεργασία με διεθνή ερευνητική ομάδα, χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να μετατρέψουν συνηθισμένα αντισώματα σε μικροσκοπικά μόρια που ονομάζονται «intrabodies» ή ενδοκυτταρικά αντισώματα.
Τι διαφορετικό κάνουν τα «intrabodies»
Τα συνηθισμένα αντισώματα δρουν κυρίως έξω από τα κύτταρα. Αυτό αποτελεί σημαντικό εμπόδιο στην αντιμετώπιση πολλών νευροεκφυλιστικών παθήσεων, επειδή αρκετές από τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην εμφάνισή τους βρίσκονται και δρουν μέσα στα νευρικά κύτταρα.
Οι ερευνητές κατάφεραν να επανασχεδιάσουν τμήματα αντισωμάτων ώστε να παραμένουν σταθερά στο εσωτερικό των κυττάρων και να μπορούν να προσδένονται σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες που σχετίζονται με αυτές τις ασθένειες.
Με απλά λόγια, οι επιστήμονες προσπαθούν να δημιουργήσουν μικροσκοπικά «όπλα» που θα μπορούν να μπαίνουν στο ίδιο το κύτταρο και να στοχεύουν εκεί τις προβληματικές πρωτεΐνες.
Ο ρόλος της τεχνητής νοημοσύνης
Ένα από τα προβλήματα που αντιμετώπισαν οι ερευνητές ήταν ότι τα φυσιολογικά αντισώματα δεν είναι σχεδιασμένα για να λειτουργούν μέσα στα κύτταρα. Εκεί μπορεί να γίνουν ασταθή και να κολλήσουν μεταξύ τους.
Η ομάδα ανακάλυψε ότι σημαντικό ρόλο παίζει το ηλεκτρικό φορτίο των αντισωμάτων. Χρησιμοποιώντας λογισμικό σχεδιασμού πρωτεϊνών και εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης, οι επιστήμονες τροποποίησαν τα αντισώματα ώστε να αποκτήσουν τις κατάλληλες ιδιότητες και να παραμένουν σταθερά μέσα στο κύτταρο.
Με αυτή τη μέθοδο κατάφεραν να μετατρέψουν 672 διαφορετικά αντισώματα σε ενδοκυτταρικά αντισώματα, τα οποία μπορούν να στοχεύουν σημαντικές πρωτεΐνες που συνδέονται με ασθένειες.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications και τα νέα μόρια θα διατεθούν δωρεάν σε άλλους ερευνητές.
Γιατί η ανακάλυψη θεωρείται σημαντική
Η νέα τεχνική έχει ακόμη ένα σημαντικό πλεονέκτημα: οι επιστήμονες ενδέχεται να μπορούν να αξιοποιήσουν εκατομμύρια αντισώματα που έχουν ήδη δημιουργηθεί μέσα από δεκαετίες βιοϊατρικής έρευνας, αντί να χρειάζεται κάθε φορά να ξεκινούν από το μηδέν.
Τα υπάρχοντα αντισώματα θα μπορούσαν να τροποποιούνται ώστε να λειτουργούν μέσα στα κύτταρα και να χρησιμοποιούνται αρχικά ως ερευνητικά εργαλεία και, στο μέλλον, ενδεχομένως ως βάση για νέες θεραπείες.
Δεν πρόκειται ακόμη για θεραπεία
Τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα, αλλά δεν σημαίνουν ότι βρέθηκε θεραπεία για το Αλτσχάιμερ ή το Πάρκινσον. Η έρευνα βρίσκεται σε πρώιμο στάδιο και το μεγάλο ζητούμενο είναι να αποδειχθεί ότι τέτοια μόρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα ως θεραπεία στον άνθρωπο.
Οι ερευνητές θεωρούν, ωστόσο, ότι ο συνδυασμός των ενδοκυτταρικών αντισωμάτων με τις νέες τεχνικές γονιδιακής θεραπείας θα μπορούσε μελλοντικά να επιτρέψει τη στόχευση συγκεκριμένων πρωτεϊνών μέσα στους νευρώνες.
Αυτό θα μπορούσε να ανοίξει έναν εντελώς νέο δρόμο στην προσπάθεια αντιμετώπισης ασθενειών για τις οποίες σήμερα δεν υπάρχει οριστική θεραπεία.