Berandasehat.id – Dalam perjuangan melawan kanker yang tengah berlangsung, para ilmuwan di seluruh dunia sedang mengeksplorasi pendekatan inovatif untuk mengungkap misteri sistem kekebalan tubuh manusia – jaringan kompleks organ, sel, dan protein yang melindungi tubuh dari penyakit.
Sebuah tim yang dipimpin oleh ilmuwan Arizona State University telah mengembangkan alat pembelajaran berbasis AI (kecerdasan buatan) yang disebut HLA Inception yang mengungkap informasi baru tentang bagaimana sistem kekebalan seseorang merespons sel asing.
Studi yang dipublikasikan di jurnal Cell Systems berfokus pada sekelompok protein yang disebut mayor histocompatibility complex-1 (MHC-1). Alat berbasis AI ini dalam hitungan detik dapat mengklasifikasikan kelompok protein spesifik yang unik untuk seseorang dan memprediksi apakah pertahanan kekebalan seseorang dapat mengenali bagian-bagian virus dan kanker yang mengancam.
“Kami dapat membuat prediksi mengenai hasil patologis pasien, seperti ketahanan hidup terhadap obat-obatan kanker tertentu, berdasarkan rincian molekuler yang dimiliki manusia sejak lahir,” kata Abhishek Singharoy, asisten profesor di Fakultas Ilmu Molekuler ASU yang memimpin penelitian ini. “Sekarang dengan alat ini, sesuatu yang memakan waktu berhari-hari hanya membutuhkan waktu beberapa detik.”
Memahami informasi interaksi molekuler individual ini memberikan harapan besar dalam menciptakan obat kanker baru yang dipersonalisasi dan berpotensi mengubah perawatan pasien.
Mengungkap kompleksitas preferensi protein MHC-1
Di dalam tubuh manusia, protein MHC-1 bertindak sebagai penjaga di permukaan sel kita yang memperingatkan sistem kekebalan terhadap penyerang asing. Mereka mengambil potongan protein asing, atau peptida, di dalam sel dan menyerahkannya ke sistem kekebalan untuk dikenali dan diserang.
Protein MHC-1 yang dimiliki setiap orang memiliki preferensi spesifik terhadap jenis fragmen protein yang berinteraksi dengannya dan mampu memprediksi peptida mana yang akan berikatan secara efektif dengan molekul MHC-I mana yang sangat penting untuk lebih memahami mekanisme cara kerja sistem kekebalan tubuh dan perkembangan vaksin kanker baru yang lebih canggih.
Namun, prediksi merupakan hal yang menantang. Ada ribuan versi molekul MHC-I yang berbeda dalam populasi manusia, sehingga sulit untuk membuat model prediksi universal.
Dengan menganalisis hampir 6.000 kompleks MHC-1, tim peneliti menemukan pola yang dapat mengidentifikasi preferensi ini dan memprediksi respons imun pada berbagai populasi manusia.
Alat HLA Inception, yang didukung oleh AI dan mesin pembelajaran, menggunakan beragam muatan pada permukaan protein, yang juga dikenal sebagai tanda elektrostatis, untuk mengklasifikasikannya menjadi 11 jenis berbeda.
Informasi ini kemudian dapat digunakan untuk memprediksi apakah fragmen protein, atau peptida, yang dipantau MHC-1 adalah penyerbu mandiri atau asing.
Para peneliti juga menemukan bahwa pasien dengan protein MHC-1 yang lebih beragam, yang mencakup lebih dari 11 kelas, memiliki peluang lebih tinggi untuk bertahan hidup dari terapi kanker tertentu.
“Integrasi pembelajaran mesin yang berkelanjutan dalam layanan kesehatan akan membantu mengurangi risiko dan mempersonalisasi perawatan,” kata Eric Wilson, penulis makalah, alumnus ASU dan saat ini menjadi mahasiswa pascadoktoral di Icahn School of Medicine di Mount Sinai.
“Pembelajaran mesin dan AI dapat meningkatkan aksesibilitas pengobatan baru ke kelompok pasien yang lebih luas dengan meniadakan kebutuhan akan eksperimen yang mahal untuk menentukan kandidat,” bebernya.
Berkomitmen untuk memajukan kemajuan ilmu pengetahuan di bidang ini, para peneliti telah membuat HLA-Inception tersedia secara gratis untuk penggunaan akademis, meletakkan dasar bagi kolaborasi dan inovasi yang luas di bidang imunoterapi, demikian laporan MedicalXpress. (BS)
berandasehat.id 