С помощью метода искусственного интеллекта (AI), разработанного исследователями из Университета Аалто и Университета Хельсинки, исследователи теперь могут связывать иммунные клетки со своими мишенями и, например, отсоединять, какие белые кровяные тельца распознают SARS-CoV-2. Разработанный инструмент имеет широкое применение для понимания функции иммунной системы при инфекциях, аутоиммунных заболеваниях и раке.

Иммунная защита человека основана на способности белых кровяных телец точно определять болезнетворные патогены и инициировать защитную реакцию против них. Иммунная защита способна вспомнить патогены, с которыми она столкнулась ранее, на чем, например, основана эффективность вакцин. Таким образом, иммунная защита – это наиболее точная система регистрации пациентов, которая содержит историю всех патогенов, с которыми сталкивался человек. 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 разрушение своих мишеней. Измерение антител традиционными лабораторными методами относительно просто, поэтому антитела уже находят несколько применений в здравоохранении.

«Хотя известно, что роль Т-лимфоцитов в защитном ответе, например, против вирусов и рака очень важна, идентификация мишеней Т-лимфоцитов была сложной, несмотря на обширные исследования», – говорит Сату Мустйоки, профессор трансляционной гематологии из Университета Хельсинки.

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. Предполагается, что 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, если у нас достаточно экспериментально созданных пар ключ-замок. количество таких пар было доступно », – объясняет Эмми Йокинен, доктор философии. студент университета Аалто.