Проблема лечения рака заключается в том, что он часто остается невидимым для иммунной системы человека, пока не становится слишком поздно. Большая часть усилий ученых направлена на то, чтобы опухоли проявлялись на ранних стадиях — это почти наверняка спасет жизни пациентов.
Теперь в этом процессе используется искусственный интеллект, что свидетельствует о прорыве в терапии рака.
Сотрудничество между подразделением Google DeepMind и Йельским университетом адаптировало модель искусственного интеллекта Gemma с открытым исходным кодом для анализа поведения раковых клеток, что привело к прорыву в лечении рака. Модель ИИ на основе Gemma Cell2Sentence-Scale 27B (C2S-масштаб) с 27 миллиардами параметров позволили интерпретировать «язык» отдельных клеток, выявляя скрытые связи в их взаимодействиях.
Что еще более важно, представленная модель ИИ не только оптимизировала решение предложенных ею задач, но и сумела разработать новые и неожиданные для ученых гипотезы.
Исследование было сосредоточено на так называемых «холодных» опухолях — тех, которые плохо распознаются иммунной системой из-за недостаточной презентации антигенов. Виртуальный скрининг более 4000 потенциальных лекарств выявил кандидатов, способных избирательно стимулировать передачу иммунных сигналов в таких опухолях, что делает их «горячими» и практически уязвимыми для иммунотерапии.
Ключевым открытием стал ингибитор киназы CK2 силмитасертиб (CX-4945), который в сочетании с низкими дозами интерферона продемонстрировал синергический эффект: усиление презентации антигена на 50% в иммунопозитивной среде с низким уровнем интерферона.
Проще говоря, иммунная система уже почувствовала, что в организме происходит что-то неладное, но количества враждебного биологического материала в виде опухолевых клеток было недостаточно для ее активации. Введение силмитасертиба усилило действие естественных защитных механизмов организма и стало своеобразным триггером атаки на раковые клетки. Ранее ученые не учли такой эффект и само вещество, которое стало настоящим открытием, находящимся за пределами компетенции человека. ИИ «додумался» до этого сам — и это само по себе является открытием.
Эту гипотезу сразу же подтвердили эксперименты в лаборатории на клетках человека, которые не использовались при обучении модели. Таким образом, можно сказать, что модель ИИ способна обобщать знания, распространяя их на ранее неизвестные области. Такой подход может радикально повысить эффективность иммунотерапии, превратив опухоли, невидимые для иммунной системы, в мишени для Т-клеток и открыв возможности для персонализированного лечения.
Модель искусственного интеллекта C2S-Scale теперь доступна бесплатно на платформе Hugging Face, что должно побудить международное научное сообщество к дальнейшим исследованиям. Команда продолжает изучать механизмы действия выявленных кандидатов и проверять другие предсказания модели, потенциально расширяя ее применение к другим типам рака и стратегиям их лечения. Это хорошая иллюстрация того, как открытые технологии искусственного интеллекта ускоряют фундаментальные открытия, предоставляя доступ к самым передовым инструментам биомедицины более широкому кругу исследователей.
Это исследование также показало, что масштаб буквально имеет значение. Относительно небольшие модели ИИ не смогли справиться с той же задачей. К открытию привело лишь значительное увеличение количества параметров модели ИИ. В этом случае масштаб стал фактором открытия, а не просто ускорением вычислений.
