AI модел на Google DeepMind е направил пробив в лечението на рака, потвърдиха учени

Проблемът при лечението на рака е, че той често остава невидим за имунната система на човека, докато не стане прекалено късно. Много от усилията на учените са насочени към това да накарат туморите да се проявят в ранните стадии – това почти сигурно ще спаси живота на пациентите.

Сега в този процес е използван изкуственият интелект, който светкавично сигнализира за пробив в терапията на рака.

Сътрудничеството между подразделението на компанията DeepMind на Google и Йейлския университет е адаптирало AI модела с отворен код Gemma, за да анализира поведението на раковите клетки, което е довело до пробив в лечението на онкологични заболявания. Базираният на Gemma AI модел Cell2Sentence-Scale 27B (C2S-Scale) с 27 милиарда параметъра позволи да се интерпретира „езикът“ на отделните клетки, разкривайки скрити връзки в техните взаимодействия.

По-важното е, че представеният AI модел не само оптимизира решението на предложените от него проблеми, но и успя да разработи нови и неочаквани за учените хипотези.

Изследването се фокусира върху така наречените „студени“ тумори – такива, които са слабо разпознати от имунната система поради недостатъчно представяне на антигени. Виртуалният скрининг на повече от 4000 потенциални лекарства идентифицира кандидати, способни селективно да стимулират имунната сигнализация в такива тумори, правейки ги „горещи“ и на практика уязвими към имунотерапия.

Ключовото откритие е инхибиторът на киназа CK2 — силмитасертиб (CX-4945), който в комбинация с ниска доза интерферон демонстрира синергичен ефект: усилване на представянето на антигени с 50% в имунопозитивна среда с ниско ниво на интерферон.

По-просто казано, имунната система вече усещаше, че в организма се случва нещо нередно, но количеството на враждебния биологичен материал под формата на туморни клетки не беше достатъчно за нейната активация. Въвеждането на силмитасертиб засили действието на естествените защитни механизми на организма и се превърна в своеобразен спусък за атака срещу раковите клетки. Преди това учените не са разглеждали подобен ефект и самото вещество, което се превърна в истинско откритие извън компетенцията на човека. AI „се сети“ за това самостоятелно – и това само по себе си е откритие.

Тази хипотеза веднага беше потвърдена с експерименти в лаборатория върху човешки клетки, които не са били използвани при обучението на модела. По този начин може да се каже, че AI моделът е способен да обобщава знания, разпространявайки ги в досега неизвестни области. Такъв подход може радикално да повиши ефективността на имунотерапията, превръщайки невидимите за имунитета тумори в цели за Т-клетките, и да отвори пътища за персонализирано лечение.

AI моделът C2S-Scale вече е достъпен безплатно на платформата Hugging Face, което трябва да стимулира международната научна общност към по-нататъшни изследвания. Екипът продължава да изучава механизмите на действие на идентифицираните кандидати и да тества други прогнози на модела, като потенциално разширява приложението му върху други видове рак и стратегии за тяхното лечение. Това е добра илюстрация за това как отворените технологии за изкуствен интелект ускоряват фундаменталните открития, като осигуряват достъп до най-модерните инструменти в биомедицината за по-широк кръг от изследователи.

Това проучване също така показа, че мащабът буквално има значение. Сравнително малките AI модели не успяха да се справят със същата задача. Единствено значителното увеличение на броя на параметрите на AI модела доведе до откритието. В този случай мащабът се превърна във фактор за откритие, а не просто за ускоряване на изчисленията.