कैंसर के टीकों को और अधिक व्यक्तिगत बनाना

एक नए अध्ययन में, एरिज़ोना विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने त्वचीय स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा, एक प्रकार का त्वचा कैंसर, के लिए एक मॉडल बनाया और दो उत्परिवर्तित ट्यूमर प्रोटीन या नियोएंटीजन की पहचान की, जिनमें एक टीके के लिए अच्छे उम्मीदवारों की विशेषताएं शामिल हैं।

साथ ही, उन्होंने 3डी मॉडल बनाने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग किया ताकि उन्हें यह समझने और भविष्यवाणी करने में मदद मिल सके कि कौन से नियोएंटीजन टी कोशिकाओं को उत्तेजित कर सकते हैं, जो एक प्रकार की श्वेत रक्त कोशिका है जो प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण है। प्रणाली, कैंसर पर हमला करने के लिए।

ट्यूमर नियोएंटीजन कैंसर कोशिकाओं में अद्वितीय उत्परिवर्तित प्रोटीन हैं। वे एक अलार्म सिस्टम की तरह काम करते हैं, प्रतिरक्षा प्रणाली को सचेत करते हैं कि कैंसर कोशिकाएं एक खतरा हैं। नवजात प्रतिजनों की पहचान और लक्षण वर्णन करके, शोधकर्ता प्रतिरक्षा प्रणाली को कैंसर कोशिकाओं को पहचानने और उन पर हमला करने में मदद करने के लिए व्यक्तिगत ट्यूमर टीके विकसित कर सकते हैं।

परिणाम बताते हैं कि नियोएंटीजन की संरचनात्मक और भौतिक दोनों विशेषताएं यह अनुमान लगाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं कि ट्यूमर के खिलाफ कैंसर के टीकों में कौन से एंटीजन का उपयोग किया जा सकता है। में निष्कर्ष प्रकाशित किए गए थे कैंसर की इम्यूनोथेरेपी के लिए जर्नल,

“ट्यूमर-आधारित कैंसर के टीके बनाने में चुनौतियों में से एक टी सेल प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए नियोएंटीजन का सही मिश्रण ढूंढना है जो ट्यूमर को नष्ट कर सकता है,” एरिजोना कॉलेज ऑफ मेडिसिन-फीनिक्स विश्वविद्यालय में त्वचाविज्ञान विभाग के प्रोफेसर और अध्यक्ष और यू ऑफ ए कैंसर सेंटर के सदस्य, वरिष्ठ लेखक डॉ. करेन ताराज़्का हेस्टिंग्स ने कहा।

“हम कैंसर के टीकों में शामिल करने के लिए सही नियोएंटीजन को चुनना आसान बनाने के तरीके ढूंढना चाहते हैं, खासकर त्वचीय स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा और मेलेनोमा जैसे कैंसर में जिनमें बड़ी संख्या में उत्परिवर्तन होते हैं।”

ट्यूमर के टीकों में दर्जनों उत्परिवर्तित ट्यूमर प्रोटीन टुकड़े, या पेप्टाइड्स शामिल हो सकते हैं। किसी व्यक्ति के ट्यूमर में उत्परिवर्तन के विरुद्ध लक्षित कुछ प्रायोगिक टीके पहले से ही मौजूद हैं, जिनमें मेलेनोमा और अग्न्याशय और गैर-छोटी कोशिका फेफड़ों के कैंसर भी शामिल हैं। लेकिन कुछ कैंसरों के लिए, जैसे कि त्वचीय स्क्वैमस सेल कार्सिनोमा, हजारों ट्यूमर पेप्टाइड उत्परिवर्तन होते हैं और यह पता लगाने का कोई अच्छा तरीका नहीं है कि टीके में कौन सा उत्परिवर्तन सबसे उपयोगी होगा।

शोधकर्ताओं ने पाया कि मानव और चूहे दोनों के कैंसर में बड़ी संख्या में उत्परिवर्तन होते हैं, जिनमें वही प्रमुख उत्परिवर्तन भी शामिल हैं जो ट्यूमर पैदा करने में सहायक होते हैं। एक माउस मॉडल का उपयोग करके, उन्होंने दो नियोएंटीजन की भी पहचान की, जिन्होंने टी कोशिकाओं को ट्यूमर के विकास को रोकने के लिए प्रेरित किया।

दोनों नियोएंटीजेन ने टी कोशिकाओं को एक मजबूत एंटी-ट्यूमर प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए प्रेरित किया, जबकि पेप्टाइड्स के सामान्य संस्करण ने ऐसा नहीं किया। जब उन्होंने करीब से देखा, तो उन्होंने देखा कि प्रत्येक नवजात प्रतिजन अलग-अलग तरीके से काम करता था, हालांकि दोनों ही प्रतिरक्षा प्रणाली पर समान रूप से दिखाई दे रहे थे।

इससे पहले कि टी कोशिकाएं ट्यूमर नियोएंटीजन के खिलाफ कार्य कर सकें, प्रतिरक्षा प्रणाली को उन्हें पहचानना होगा। नियोएंटीजन को पहले प्रमुख हिस्टोकम्पैटिबिलिटी कॉम्प्लेक्स या एमएचसी से जुड़ना होगा, जो प्रोटीन का एक सेट है जो डिस्प्ले केस के रूप में कार्य करता है।

टीम ने पाया कि एमएचसी ने उत्परिवर्तित पिकलम पेप्टाइड को प्रदर्शित किया, जबकि इसने सामान्य पेप्टाइड को प्रदर्शित नहीं किया। यह संभवतः एंटी-ट्यूमर टी सेल प्रतिक्रिया को उत्तेजित करने के लिए उत्परिवर्तित पिकलम पेप्टाइड की क्षमता के लिए जिम्मेदार है। इसके विपरीत, उत्परिवर्तित कार्स पेप्टाइड और सामान्य पेप्टाइड समान तरीकों से एमएचसी से बंधे थे।

हेस्टिंग्स ने कहा, “तो, एक अलग कारण है कि उत्परिवर्तित कार्स एक टी सेल प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है जिसने ट्यूमर को नष्ट कर दिया।”

इसका कारण जानने के लिए, वैज्ञानिकों ने पेप्टाइड्स की संरचनाओं में अंतर और वे एमएचसी से कैसे जुड़े, यह देखने के लिए 3डी, कृत्रिम बुद्धिमत्ता-आधारित मॉडलिंग की ओर रुख किया।

हेस्टिंग्स ने कहा, “हमने पाया कि उत्परिवर्तित कार्स पेप्टाइड की 3डी संरचना की सतह पर एक अलग रासायनिक संरचना है जो टी सेल रिसेप्टर के संपर्क में है।”

“संभावना है कि उत्परिवर्तित और सामान्य कार्स के बीच पेप्टाइड संरचना में यह अंतर टी सेल रिसेप्टर द्वारा पहचाना जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रतिक्रिया होती है जो चूहों में ट्यूमर के विकास को रोकती है।”

उन्होंने सभी ज्ञात कैंसर नवजात प्रतिजनों की जांच की, जिनका ट्यूमर के विकास को नियंत्रित करने की क्षमता के लिए व्यक्तिगत रूप से परीक्षण किया गया है और पाया गया कि टी सेल रिसेप्टर के लिए उत्परिवर्तित पेप्टाइड का बढ़ा हुआ जोखिम महत्वपूर्ण था।

उन्होंने कहा, “हम 3डी संरचनात्मक मॉडलिंग का प्रस्ताव कर रहे हैं ताकि कैंसर के टीकों में शामिल करने के लिए कौन से नवजात प्रतिजनों का चयन किया जाए, जिससे उनकी प्रभावशीलता में सुधार होगा।”

हेस्टिंग्स का मानना ​​​​है कि त्वचा कैंसर और मेलेनोमा के खिलाफ व्यक्तिगत टीके विकसित करने के लिए उपयोगी नियोएंटीजन की भविष्यवाणी करने के लिए 3डी मॉडलिंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो सकती है, और इसमें अन्य प्रकार के कैंसर के लिए भी अनुप्रयोग हो सकते हैं। टीम की योजना आगे मानव ट्यूमर के नमूनों पर अपने विचारों का परीक्षण करने की है।

यू ऑफ ए में मुख्य एआई और डेटा विज्ञान अधिकारी डेविड एबर्ट ने कहा, “व्यक्तिगत कैंसर टीकों के निर्माण के लिए एक नया दृष्टिकोण विकसित करने में कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग कैंसर चिकित्सा विज्ञान के लिए प्रौद्योगिकी की परिवर्तनकारी प्रकृति को दर्शाता है।” “डॉ. हेस्टिंग्स का शोध चिकित्सा और रोगी देखभाल के भविष्य पर एरिज़ोना विश्वविद्यालय के संभावित प्रभाव का एक आदर्श उदाहरण है।”