Искусственный интеллект научили предсказывать эффективность иммунотерапии

Американские и китайские биоинформатики создали модель искусственного интеллекта, получившую название COMPASS, которая может на основе данных об активности генов и гистологических характеристик опухоли предсказать, поможет ли пациенту иммунотерапия. При этом она не просто ставит «диагноз», а объясняет, почему приняла то или иное решение. Как утверждают ученые, точность прогноза на 8–15% выше, чем у существующих методов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Medicine.

«Иммунотерапию на базе блокаторов контрольных точек широко применяют для борьбы с большим числом опухолей, однако она хорошо помогает лишь небольшой доле пациентов, — говорится в исследовании. — Мы создали систему ИИ, которая прогнозирует эффективность иммунотерапии на основе транскриптомных данных и позволяет изучать механизмы, обуславливающие различия в ее действии».

Обычные методы прогнозирования — например, подсчет мутаций в опухоли или уровень белка PD-L1 — часто работают неточно и не для всех видов рака. COMPASS устроена иначе. Она использует 44 биологических показателя, которые отражают состояние иммунной системы внутри опухоли: какие клетки туда проникли, активны ли они, есть ли сигналы, мешающие иммунитету бороться с раком. Такой подход позволяет модели применять свои знания к разным типам опухолей и разным схемам лечения.

Модель обучали на данных о 10 тысячах опухолей 33 видов рака. Затем ее проверили на 16 группах пациентов с семью видами рака, которые получали разные схемы иммунотерапии. Она оказалась точнее 22 других методов, включая те, что используют сегодня в клинической практике.

Кроме того, модель проверили на пациентах с раком мочевого пузыря, которые получали препарат атезолизумаб. COMPASS точнее других методов предсказала, кто из них проживет дольше. Обычные биомаркеры, такие как мутационная нагрузка или PD-L1, с этой задачей справились хуже. Кроме того, модель выявила несколько причин, по которым опухоль может не отвечать на лечение: например, когда иммунные клетки не могут проникнуть в опухоль или когда их активность подавляется особыми сигналами.

Ученые подчеркивают, что COMPASS пока остается исследовательским инструментом. Его нельзя использовать как единственное основание для отказа от терапии — для этого нужны дополнительные клинические испытания. Однако модель уже помогает лучше понимать, почему одни пациенты отвечают на лечение, а другие нет, и может подсказывать новые идеи для клинических исследований и комбинаций препаратов.

Ранее стало известно, что компания SandboxAQ, выделившаяся из холдинга Alphabet в 2022 году, разместила свои ИИ-модели в Google Cloud Marketplace. Теперь фармлаборатории и исследовательские центры могут использовать их для ускорения разработки лекарств, новых материалов и полупроводников.