Антитело — это у-образный белок, занимающийся защитой организма. Умеет находить конкретную мишень — опасную клетку и привлекать ней другие иммунные клетки для уничтожения мишени.

Организм может не замечать мишень и не вырабатывать против нее антитела. К тому же, иммунная система может бороться только с внешними мишенями и не реагирует на опасные клетки человеческого организма. Поэтому существуют лекарства на основе искусственно созданных антител

У антител есть вариабельные области (или байндеры), определяющие, какой конкретный вид "плохих клеток" будет находить антитело. Именно с ними мы и работаем

И в них есть участки СДР, которые непосредственно связываются с мишенью

Как разрабатывают искусственные антитела? Сначала идет процесс иммунизации животного, позволяющий получить животное антитело к нужной мишени. Но, скорее всего, человеческий организм распознает, что молекула чужеродная и не пример антитело. Поэтому нужно гуманизировать антитело, т. е. как-то его модифицировать, чтобы оно стало походить на человеческое. Под модификацией подразумевается внесение изменений в последовательность аминокислот

Есть разные методы гуманизации антител. Они подразумевают модификацию антитела так, чтобы они стали похожи на человеческие. При этом CDR остаются прежними, а мутации нужно вносить, стараясь не изменить структуру

В настоящее время актуальна задача генерации искусственных антител для лечения различных заболеваний. Одним из процессов создания такого лекарства стоит задача гуманизации антитела. Она подразумевает улучшение антитела так, чтобы человеческий организм хорошо его принял. Мы хотим автоматизировать этот процесс с помощью алгоритма на основе нейросетевых моделей для более продуктивного создания лекарств на производстве.

У нас есть животное антитело и нам его нужно модифицировать. Казалось бы, можно просчитать все возможные изменения последовательности, но вариантов слишком много, и для их получения не хватит вычислительных ресурсов.

Сейчас люди, занимающиеся гуманизацией антител предлагают варианты на основе своего опыта и некой интуиции и потом уже проверяют полученные антитела.

Гипотеза нашего проекта состоит в том, что, возможно, можно создать алгоритм, который сможет предлагать варианты модификации антител, что сэкономит время специалистов и автоматизирует их работу.

Мы нашли в патентах пары животных и гуманизированных антител и дали алгоритму на вход животные последовательности. После мы сравнили полученный результат с последовательностью из патента, которая уже используется в лекарствах. Стоит отметить, антитело можно оптимизировать не одним способом, так что несовпадение полученного с помощью нашего алгоритма антитела с патентным не обязательно означает, что гуманизация прошла плохо.