Progettazione generativa di anticorpi: quando l'intelligenza artificiale incontra il DNA

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  Preveggenza quantistica
• 7 settembre 2023

Riepilogo approfondimenti

La progettazione di anticorpi che utilizza l'intelligenza artificiale generativa (AI) per creare nuovi anticorpi che superano quelli tradizionali può accelerare e ridurre il costo dello sviluppo di anticorpi terapeutici. Questa svolta può rendere fattibili trattamenti personalizzati e potenzialmente migliorare i risultati medici, aumentando al contempo la produttività economica grazie alla riduzione del carico di malattia. Tuttavia, tali progressi hanno delle sfide associate, tra cui il trasferimento di posti di lavoro, preoccupazioni sulla privacy dei dati e dibattiti etici sull'accesso a trattamenti personalizzati.

Contesto di progettazione dell'anticorpo generativo

Gli anticorpi sono proteine ​​protettive create dal nostro sistema immunitario che eliminano le sostanze nocive legandosi ad esse. Gli anticorpi sono spesso utilizzati nelle applicazioni terapeutiche a causa delle loro caratteristiche uniche, comprese le risposte immunogeniche ridotte e la maggiore specificità per gli antigeni bersaglio. La fase iniziale nello sviluppo di un farmaco anticorpale comporta l'identificazione di una molecola principale. 

Questa molecola viene tipicamente trovata mediante lo screening di vaste librerie di diverse varianti anticorpali contro uno specifico antigene bersaglio, operazione che può richiedere molto tempo. Anche il successivo sviluppo della molecola è un processo lungo. Pertanto, è fondamentale ideare metodi più rapidi per lo sviluppo di farmaci anticorpali.

Absci Corp, una società con sede a New York e Washington, ha fatto un passo avanti nel 2023 quando ha utilizzato un modello di intelligenza artificiale generativa per progettare nuovi anticorpi che si legano più strettamente a un recettore specifico, HER2, rispetto ai tradizionali anticorpi terapeutici. È interessante notare che questo progetto è iniziato con la rimozione di tutti i dati sugli anticorpi esistenti, impedendo all'intelligenza artificiale di duplicare semplicemente gli anticorpi efficaci noti. 

Gli anticorpi progettati dal sistema di intelligenza artificiale di Absci erano distintivi, senza controparti note, sottolineando la loro novità. Questi anticorpi progettati dall'intelligenza artificiale hanno anche ottenuto un punteggio elevato in termini di "naturalezza", suggerendo facilità di sviluppo e il potenziale per indurre robuste risposte immunitarie. Questo uso pionieristico dell'intelligenza artificiale per progettare anticorpi che funzionano altrettanto bene o meglio delle creazioni del nostro corpo può ridurre drasticamente i tempi e le spese dello sviluppo di anticorpi terapeutici.

Impatto dirompente

Il design generativo degli anticorpi è molto promettente per il futuro della medicina, in particolare per i trattamenti personalizzati. Poiché la risposta immunitaria di ogni persona può variare in modo significativo, con questa tecnologia diventa possibile creare trattamenti su misura adattati alle caratteristiche immunitarie specifiche di un individuo. Ad esempio, i ricercatori potrebbero progettare anticorpi particolari che si legano alle cellule tumorali uniche in un paziente, fornendo un piano di trattamento altamente personalizzato. 

Lo sviluppo di farmaci tradizionali è un processo costoso e dispendioso in termini di tempo con un alto tasso di fallimento. L'IA generativa può accelerare il processo identificando rapidamente potenziali candidati anticorpali, tagliando drasticamente i costi e aumentando potenzialmente il tasso di successo. Inoltre, gli anticorpi progettati dall'intelligenza artificiale possono essere modificati e adattati più rapidamente in risposta a qualsiasi resistenza sviluppata dai patogeni bersaglio. Questa agilità è vitale nelle malattie in rapida evoluzione, come testimoniato durante la pandemia di COVID-19.

Per i governi, l'adozione dell'IA generativa nella progettazione di anticorpi può avere un impatto sulla salute pubblica. Non solo può accelerare la risposta alle crisi sanitarie, ma può anche rendere l'assistenza sanitaria più accessibile. Tradizionalmente, molti nuovi farmaci sono proibitivi a causa degli elevati costi di sviluppo e della necessità per le aziende farmaceutiche di recuperare i loro investimenti. Tuttavia, se l'intelligenza artificiale può ridurre questi costi e accelerare i tempi di sviluppo dei farmaci, i risparmi potrebbero essere trasferiti ai pazienti, rendendo i nuovi trattamenti più accessibili. Inoltre, rispondere rapidamente alle minacce sanitarie emergenti può ridurre significativamente il loro impatto sulla società, migliorando la sicurezza nazionale.

Implicazioni del design generativo dell'anticorpo

Implicazioni più ampie della progettazione di anticorpi generativi possono includere: 

• Individui che ottengono l'accesso a trattamenti medici personalizzati con conseguente miglioramento dei risultati sanitari e dell'aspettativa di vita.
• Fornitori di assicurazioni sanitarie che abbassano i tassi di premio a causa di trattamenti più convenienti e migliori risultati di salute.
• Riduzione del carico sociale delle malattie che porta ad un aumento della produttività e della crescita economica.
• Generazione di nuovi posti di lavoro e professioni incentrate sull'intersezione di intelligenza artificiale, biologia e medicina, contribuendo a un mercato del lavoro diversificato.
• I governi sono meglio attrezzati per rispondere alle minacce biologiche o alle pandemie che portano a una maggiore sicurezza nazionale e resilienza della società.
• Aziende farmaceutiche che si spostano verso pratiche di ricerca più sostenibili ed efficienti a causa della diminuzione dei test sugli animali e del consumo di risorse.
• Università e istituzioni educative che adattano i curricula per includere l'intelligenza artificiale e la progettazione di anticorpi, promuovendo una nuova generazione di scienziati interdisciplinari.
• Rischi associati alla privacy e alla sicurezza dei dati poiché sono necessari più dati sanitari e genetici per la progettazione di anticorpi personalizzati.
• Implicazioni politiche ed etiche relative all'accesso a trattamenti personalizzati che portano a dibattiti sull'equità e l'equità sanitaria.

Domande da considerare

• Se lavori nel settore sanitario, in quale altro modo la progettazione di anticorpi generativi potrebbe migliorare i risultati dei pazienti?
• In che modo governi e ricercatori potrebbero collaborare per aumentare i vantaggi di questa tecnologia?