Thiết kế kháng thể tổng hợp: Khi AI gặp DNA

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• Ngày 7 tháng 2023 năm XNUMX

Tóm tắt thông tin chi tiết

Thiết kế kháng thể sử dụng trí tuệ nhân tạo tổng hợp (AI) để tạo ra các kháng thể mới vượt trội hơn các kháng thể truyền thống có thể đẩy nhanh và giảm chi phí phát triển kháng thể trị liệu. Bước đột phá này có thể làm cho các phương pháp điều trị cá nhân hóa trở nên khả thi và có khả năng nâng cao kết quả y tế đồng thời thúc đẩy năng suất kinh tế thông qua việc giảm gánh nặng bệnh tật. Tuy nhiên, những tiến bộ như vậy đi kèm với những thách thức, bao gồm dịch chuyển công việc, lo ngại về quyền riêng tư dữ liệu và tranh luận về đạo đức trong việc tiếp cận các phương pháp điều trị cá nhân hóa.

Bối cảnh thiết kế kháng thể sáng tạo

Kháng thể là các protein bảo vệ được tạo ra bởi hệ thống miễn dịch của chúng ta để loại bỏ các chất có hại bằng cách liên kết với chúng. Các kháng thể thường được sử dụng trong các ứng dụng điều trị do các đặc tính độc đáo của chúng, bao gồm giảm đáp ứng miễn dịch và nâng cao tính đặc hiệu đối với các kháng nguyên đích. Giai đoạn đầu tiên trong việc phát triển thuốc kháng thể bao gồm việc xác định phân tử chính. 

Phân tử này thường được tìm thấy bằng cách sàng lọc các thư viện rộng lớn gồm các biến thể kháng thể đa dạng chống lại một kháng nguyên mục tiêu cụ thể, việc này có thể tốn thời gian. Sự phát triển tiếp theo của phân tử cũng là một quá trình lâu dài. Vì vậy, điều quan trọng là phải đưa ra các phương pháp nhanh hơn để phát triển thuốc kháng thể.

Absci Corp, một công ty có trụ sở tại New York và Washington, đã tạo ra bước đột phá vào năm 2023 khi họ sử dụng mô hình AI tổng quát để thiết kế các kháng thể mới liên kết chặt chẽ hơn với một thụ thể cụ thể, HER2, so với các kháng thể trị liệu truyền thống. Điều thú vị là dự án này bắt đầu bằng việc loại bỏ tất cả dữ liệu về kháng thể hiện có, ngăn chặn AI chỉ sao chép các kháng thể hiệu quả đã biết. 

Các kháng thể do hệ thống AI của Absci thiết kế rất đặc biệt, không có kháng thể nào được biết đến, nhấn mạnh tính mới của chúng. Những kháng thể do AI thiết kế này cũng đạt điểm cao về "tính tự nhiên", cho thấy khả năng phát triển dễ dàng và có khả năng tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh mẽ. Việc tiên phong sử dụng AI để thiết kế các kháng thể có chức năng tương đương hoặc tốt hơn cơ thể chúng ta tạo ra có thể cắt giảm đáng kể thời gian và chi phí phát triển kháng thể trị liệu.

Tác động gián đoạn

Thiết kế kháng thể tạo ra hứa hẹn đáng kể cho tương lai của y học, đặc biệt là các phương pháp điều trị cá nhân hóa. Vì phản ứng miễn dịch của mỗi người có thể khác nhau đáng kể nên việc tạo ra các phương pháp điều trị riêng biệt phù hợp với đặc điểm miễn dịch cụ thể của từng cá nhân trở nên khả thi với công nghệ này. Ví dụ, các nhà nghiên cứu có thể thiết kế các kháng thể đặc biệt liên kết với các tế bào ung thư riêng biệt ở bệnh nhân, đưa ra kế hoạch điều trị mang tính cá nhân hóa cao. 

Phát triển thuốc truyền thống là một quá trình tốn kém, tốn thời gian với tỷ lệ thất bại cao. AI sáng tạo có thể đẩy nhanh quá trình bằng cách nhanh chóng xác định các ứng cử viên kháng thể tiềm năng, cắt giảm đáng kể chi phí và có khả năng tăng tỷ lệ thành công. Ngoài ra, các kháng thể do AI thiết kế có thể được sửa đổi và điều chỉnh nhanh hơn để đáp ứng với bất kỳ sự đề kháng nào mà mầm bệnh mục tiêu phát triển. Sự nhanh nhẹn này rất quan trọng trong các căn bệnh đang phát triển nhanh chóng, như đã được chứng kiến ​​trong đại dịch COVID-19.

Đối với các chính phủ, việc áp dụng AI sáng tạo trong thiết kế kháng thể có thể tác động đến sức khỏe cộng đồng. Nó không chỉ có thể đẩy nhanh quá trình ứng phó với các cuộc khủng hoảng sức khỏe mà còn có thể giúp việc chăm sóc sức khỏe trở nên dễ tiếp cận hơn. Theo truyền thống, nhiều loại thuốc mới có giá cực kỳ đắt đỏ do chi phí phát triển cao và các công ty dược phẩm cần thu hồi vốn đầu tư. Tuy nhiên, nếu AI có thể giảm những chi phí này và đẩy nhanh tiến độ phát triển thuốc, thì khoản tiết kiệm được sẽ được chuyển cho bệnh nhân, khiến các phương pháp điều trị mới trở nên hợp lý hơn. Hơn nữa, việc ứng phó nhanh chóng với các mối đe dọa sức khỏe đang nổi lên có thể làm giảm đáng kể tác động xã hội của chúng, tăng cường an ninh quốc gia.

Ý nghĩa của thiết kế kháng thể thế hệ

Ý nghĩa rộng hơn của thiết kế kháng thể tổng hợp có thể bao gồm: 

• Các cá nhân được tiếp cận với các phương pháp điều trị y tế được cá nhân hóa giúp cải thiện kết quả chăm sóc sức khỏe và tuổi thọ.
• Các nhà cung cấp bảo hiểm y tế giảm mức phí bảo hiểm do các phương pháp điều trị hiệu quả hơn về mặt chi phí và kết quả sức khỏe tốt hơn.
• Giảm gánh nặng bệnh tật cho xã hội dẫn đến tăng năng suất và tăng trưởng kinh tế.
• Tạo việc làm và ngành nghề mới tập trung vào sự giao thoa giữa AI, sinh học và y học, góp phần tạo nên thị trường việc làm đa dạng.
• Các chính phủ được trang bị tốt hơn để ứng phó với các mối đe dọa sinh học hoặc đại dịch, từ đó nâng cao an ninh quốc gia và khả năng phục hồi xã hội.
• Các công ty dược phẩm đang chuyển sang thực hành nghiên cứu bền vững và hiệu quả hơn do giảm thử nghiệm trên động vật và tiêu thụ tài nguyên.
• Các trường đại học và cơ sở giáo dục điều chỉnh chương trình giảng dạy để bao gồm AI và thiết kế kháng thể, thúc đẩy thế hệ các nhà khoa học liên ngành mới.
• Rủi ro liên quan đến quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu vì cần nhiều dữ liệu về sức khỏe và di truyền hơn để thiết kế kháng thể cá nhân hóa.
• Những tác động chính trị và đạo đức xung quanh việc tiếp cận các phương pháp điều trị cá nhân hóa dẫn đến các cuộc tranh luận về sự công bằng và công bằng trong chăm sóc sức khỏe.

Các câu hỏi cần xem xét

• Nếu bạn làm việc trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, thiết kế kháng thể tổng hợp có thể cải thiện kết quả của bệnh nhân bằng cách nào khác?
• Chính phủ và các nhà nghiên cứu có thể làm việc cùng nhau như thế nào để nhân rộng lợi ích của công nghệ này?