Медицина, технологии и конец рака

Ниже приведён перевод статьи основателей BioNTech, доктора Uğur Şahin и доктора Özlem Türeci, под названием «Medicine, Technology and the End of Cancer», опубликованной в The New York Times 3 декабря 2023 года.

*

Искусственный интеллект может стать ключом к раскрытию потенциала персонализированных противораковых вакцин.

Несколько десятилетий назад, когда мы были начинающими врачами в онкологическом отделении университетской больницы в Германии, нам часто приходилось сообщать пациентам душераздирающую новость: «У нас больше нет вариантов лечения, которые мы могли бы вам предложить.» Тогда нашим главным оружием против распространённого рака были химиотерапия и облучение. Иногда они помогали, но чаще всего не давали того исцеления, на которое многие надеялись.

Сегодня картина лечения рака коренным образом изменилась. Мы стали свидетелями появления новых препаратов, высокоточно воздействующих на рост опухоли . Некоторые виды рака, прежде считавшиеся неизлечимыми, теперь удаётся контролировать даже на поздних стадиях. Однако для большинства пациентов с метастатическим раком обещание высокоэффективной терапии по-прежнему остаётся недостижимой мечтой.

Почему же, несмотря на ежегодные многомиллиардные вложения в исследования рака, излечение пациентов с распространённым раком всё ещё остаётся исключением?

Ответ кроется в природе рака . Рак возникает из-за случайных генетических изменений в здоровых клетках, накапливающихся со временем, — мутаций . Их могут вызывать образ жизни, семейная предрасположенность, имеющиеся хронические заболевания или воздействие опасных химических веществ. По мере накопления изменений мутировавшие клетки превращаются в раковые.

Из этой случайности следуют два вывода:

• Во-первых, каждый рак так же уникален, как и человек, которого он поражает, а значит, даже у людей с одним и тем же видом рака общие мутации встречаются лишь у части.
• Во-вторых, каждая опухоль — сложное переплетение миллиардов разных клеток, непрерывно учащихся приспосабливаться, ускользать от иммунной системы и сопротивляться лечебным стратегиям, которые мы применяем против неё.

Но можем ли мы победить этих неуловимых врагов, задействовав другую индивидуальную и постоянно обучающуюся силу — нашу собственную иммунную систему?

Защитная система организма состоит из миллиардов клеток с удивительными способностями. Среди них особо выделяются Т-клетки — бдительные природные стражи, постоянно патрулирующие организм. Однако эволюционно наша иммунная система запрограммирована на борьбу с внешними угрозами, вирусами и бактериями, а не с мутациями, возникающими изнутри. В результате лишь небольшая часть мутаций привлекает внимание нашей иммунной защиты.

А теперь представьте будущее, в котором по запросу можно создавать персонализированные противораковые вакцины . Их будут специально разрабатывать, чтобы точно сообщать об уникальных мутациях рака каждого пациента. Подобно объявлению «Разыскивается», они будут давать иммунным клеткам инструкции для многосторонней атаки на опухоль.

То, что 30 лет назад у постели наших пациентов было лишь видением будущего, теперь находится в центре интенсивных клинических испытаний, проводимых нами и другими исследователями.

Поддержку этому обеспечил накопленный прогресс науки и технологий в разных областях.

(Объясняется, как действует разрабатываемая в BioNTech противораковая вакцина.)

Расшифровать генетическое строение рака каждого пациента по небольшой биопсии с высоким разрешением и за несколько часов стало возможно благодаря технологиям секвенирования нового поколения , позволяющим читать ДНК. Новые широко доступные вычислительные мощности помогают обрабатывать огромные объёмы данных, получаемых при секвенировании. Мы применяем передовые методы анализа данных, а алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) помогают определить мутации, которые мы считаем наиболее значимыми. Затем эти мутации становятся основой объявления «Разыскивается», передаваемого клеткам с помощью матричной РНК (мРНК) в вакцине. РНК — наша предпочтительная вакцинная платформа и древнейший природный посредник. Её можно быстро спроектировать, адаптировать и произвести за несколько недель. Ведь для пациентов с раком время имеет решающее значение.

Кандидаты в персонализированные противораковые вакцины сейчас проходят тщательную проверку, и доступ к ним ограничен контролируемыми клиническими испытаниями. В небольших группах пациентов эти испытания показали возможность активировать и размножать Т-клетки, распознающие опухолевые клетки по выбранным мутациям, — важную предпосылку борьбы иммунной системы с раком. Недавние клинические испытания при меланоме и раке поджелудочной железы показали потенциальную пользу персонализированных мРНК-вакцин для снижения риска рецидива после операции. Исследователи также проводят более крупные клинические испытания, сравнивая эти персонализированные вакцины с действующими стандартами лечения некоторых видов рака. В ближайшие годы данные этих испытаний позволят судить о безопасности и эффективности разрабатываемых персонализированных противораковых вакцин.

Достижения технологий и науки часто развиваются параллельно, изолированно друг от друга, но их объединение способно дать революционные результаты. Сочетание мРНК и искусственного интеллекта — пример такого союза, который может возвестить начало новой эры в медицине, создавая основу для преобразующих медицинских решений, ориентированных на пациента.

Мы верим, что ИИ будет играть всё более важную роль в разработке персонализированных противораковых вакцин и лекарств. Алгоритмы ИИ могут быстро анализировать большие наборы геномных данных и выявлять закономерности и корреляции, которые традиционные методы могут упустить. Такой быстрый и точный анализ особенно полезен при поиске значимых раковых мутаций среди множества генетических вариантов в опухоли пациента. По мере роста глобальных онкологических баз данных прогнозы для выбора мутаций и проектирования вакцины для каждого пациента, вероятно, будут постоянно улучшаться.

Благодаря своим молекулярным свойствам чрезвычайно универсальная мРНК позволяет быстро и масштабируемо производить препараты на миниатюрных, параллельных, автоматизированных предприятиях. Параллельное производство разбивает традиционную сборочную линию и позволяет одновременно выпускать разные продукты. Для нас эти свойства производства на основе мРНК создают фундамент того, что однажды по-настоящему персонализированные лекарства станут широко доступны, а научные знания, совершенствуемые с помощью ИИ, будут своевременно применяться на практике. Сочетание этих технологий может позволить быстро корректировать персонализированные мРНК-вакцины по мере эволюции мутационного профиля опухоли пациента.

Мы считаем, что в медицинских исследованиях союз таких технологий, как ИИ и мРНК, открывает эпоху преобразований, подобную закону Мура для микрочипов.

Подобно тому как закон Мура предсказывал экспоненциальный рост вычислительной мощности, сегодня мы наблюдаем аналогичное ускорение, способное ответить на неотложные, но неудовлетворённые медицинские потребности. Однако есть отличие: скорость появления новых знаний и преодоления технологических барьеров опережает нашу способность разрабатывать и одобрять новые методы лечения в рамках традиционных регуляторных и процедурных систем, существующих в разработке лекарств, клинической практике и оказании помощи.

Поэтому к учёным, правительствам, структурам общественного здравоохранения и обществу обращён призыв не допустить увеличения разрыва между тем, что возможно на основе имеющихся знаний и технологических достижений, и вариантами лечения, реально предлагаемыми пациентам.

С учётом всего этого насколько далеко мы находимся от медицинского будущего персонализированных противораковых вакцин?

Пока это ранний этап. Как и любая новая терапия, кандидаты в персонализированные противораковые вакцины должны пройти стадии клинической разработки и доказать превосходящую эффективность по сравнению с существующими методами лечения. Мы ожидаем первых одобрений и внедрения такой терапии для некоторых выбранных видов рака к 2030 году. В последующее десятилетие может произойти технологическая трансформация, которая сделает персонализированную терапию широко доступной и приемлемой по стоимости.

Рак — глубоко индивидуальная болезнь, и пришло время сделать индивидуальным его лечение.