Bagaimana AI Dapat Mengalahkan Kanker

(SeaPRwire) –   Masalah inti dalam onkologi selalu berkaitan dengan diskriminasi. Sel kanker dan sel normal, pada tingkat molekuler, hampir identik. Yang membedakan sel kanker adalah disregulasi, serangkaian sakelar genetik yang berpindah ke arah yang salah, menyebabkan pertumbuhan yang tidak terkendali. Selama beberapa dekade, menemukan dan memanfaatkan sakelar tersebut memerlukan pencarian melalui sampel pasien secara manual, mencari pola yang sangat halus hingga hampir tidak terlihat.

AI telah mengubah apa yang mungkin dilakukan. Sistem yang dilatih pada basis data genomik yang mencakup puluhan ribu sampel kanker yang telah diurutkan kini dapat mengidentifikasi pola regulasi utama yang aktif secara khusus di sel kanker dan bukan di jaringan sehat di sekitarnya. Berbeda dengan biomarker onkologi presisi lama, ini adalah tanda genomik terperinci yang menyandikan perbedaan antara ganas dan normal pada tingkat bagaimana gen diaktifkan dan dinonaktifkan.

Setelah tanda-tanda tersebut diidentifikasi, mereka membuka berbagai pendekatan yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan. AI membantu para peneliti merancang vaksin kanker yang dipersonalisasi yang melatih sistem kekebalan tubuh melawan mutasi unik yang dihasilkan oleh tumor pasien.

Moderna dan Merck sudah berada dalam uji coba tahap akhir untuk melakukan hal ini, membangun infrastruktur mRNA yang sama yang mendukung vaksin COVID-19. AI juga membantu para insinyur membangun sel CAR T yang lebih cerdas yang menggunakan sinyal spesifik tumor untuk tetap aktif di dalam lingkungan imunosupresif kanker, daripada menghabiskan energi mereka sebelum tugas selesai. Pada tahap paling awal dari proses tersebut, analisis data genomik dan pencitraan yang didorong oleh AI memungkinkan pendeteksian kanker bertahun-tahun sebelum gejala muncul, saat tingkat kelangsungan hidup jauh lebih tinggi.

Bagaimana kita melawan kanker saat ini

Keadaan mutakhir saat ini adalah para ilmuwan mengidentifikasi target yang terjadi secara alami pada atau di dalam sel tumor (protein, enzim, reseptor) dan membuat obat untuk menyerangnya. Proses ini lambat, mahal, dan sangat terbatas. Ini karena target alami tidak hanya ada di sel kanker, tetapi juga ada di sel sehat. Obat apa pun yang mengaktifkan sistem kekebalan juga akan mengaktifkannya di tempat lain, menyebabkan respons badai kekebalan yang berbahaya dan beracun.

Saat ini, mengurangi dosis adalah satu-satunya cara yang kita ketahui untuk mengatasi hal ini. Namun ketika kita mengurangi dosis, efikasinya juga menurun, sehingga meningkatkan kemungkinan kanker muncul kembali. Seringkali, ketika kanker kembali, ia memiliki waktu untuk bermutasi dan mengembangkan resistensi terhadap obat-obatan.

Pada kanker paru-paru, bentuk paling mematikan yang menyebabkan 1,8 juta kematian secara global setiap tahun, kita telah membuat kemajuan dan hampir menggandakan tingkat kelangsungan hidup 5 tahun dalam dua dekade terakhir. Namun, itu masih berarti sekitar 70% pasien yang terdiagnosis akan meninggal dalam 5 tahun ke depan.

Bagaimana cara kerja bioteknologi kanker berbasis AI

Kecerdasan buatan jauh lebih berdampak daripada sekadar chatbot pintar. Meskipun AI yang membantu ahli radiologi membaca hasil pemindaian lebih cepat atau algoritma yang menyisir basis data obat untuk kandidat penggunaan kembali adalah awal yang baik, kita perlu memainkan permainan yang sama sekali berbeda.

Analogi yang mulai digunakan para peneliti adalah bahwa pendekatan AI ini terhadap DNA dan biologi kanker sama seperti AlphaFold bagi ilmu protein. AlphaFold tidak menemukan protein; ia memecahkan aturan yang mengatur bagaimana protein melipat, sehingga memungkinkan untuk menalar struktur protein secara sistematis untuk pertama kalinya.

Bioengineering kanker berbasis AI memecahkan aturan sirkuit genetik kanker dengan cukup baik untuk menulis program yang berjalan di dalam sel tumor dengan presisi yang tidak pernah diizinkan oleh biomarker alami. Kita tidak hanya membaca kodenya. Kita sedang menulis ulangnya.

Mekanisme pengirimannya membutuhkan terobosan tersendiri. Untuk mencapai sel kanker, muatan genetik sintetis pertama-tama harus melakukan perjalanan melalui tubuh tanpa dihancurkan oleh sistem kekebalan. Nanopartikel lipid, teknologi yang sama di balik vaksin COVID-19, muncul sebagai kendaraannya.

Program pandemi membuktikan apa yang telah lama dicurigai oleh para peneliti: nanopartikel lipid dapat secara aman dan dalam skala besar mengirimkan muatan mRNA ke dalam sel manusia. Para insinyur biologi sekarang mengadaptasi infrastruktur tersebut untuk kanker dan untuk muatan DNA terapeutik, transien, dan aman, merekayasa permukaan nanopartikel untuk menghindari deteksi kekebalan dan memperpanjang jendela waktu untuk mencapai target mereka. Di sini juga, algoritma AI yang memecahkan layar besar pada perpustakaan senyawa masif mempercepat kemajuan.

Tiongkok telah memimpin

Namun, semua ini tidak akan berarti jika Amerika tidak menganggapnya sebagai prioritas strategis. Tiongkok telah menjadikan bioteknologi sebagai prioritas strategis nasional, menyalurkan dana pemerintah secara langsung ke startup bioteknologi, memangkas waktu tinjauan regulasi, dan memberikan ancaman nyata terhadap dominasi Amerika di sektor ini. Pada paruh pertama tahun lalu saja, industri farmasi berkomitmen sebesar $48,5 miliar untuk kesepakatan bioteknologi Tiongkok, lebih banyak daripada gabungan seluruh tahun 2024. Sementara itu, modal ventura AS terus mengalir deras ke arah AI dalam arti perangkat lunak yang sempit. Startup AI menarik pendanaan lebih dari $200 miliar tahun lalu; itu mewakili 50% dari semua pendanaan modal ventura. Biopharma menarik sekitar $26 miliar.

Kesenjangan tersebut bukan sekadar inefisiensi pasar. Hal ini mencerminkan kegagalan untuk menyadari bahwa aplikasi AI yang paling berdampak dalam dekade ini mungkin bukan semata-mata tentang membuat perangkat lunak menjadi lebih pintar. Ini mungkin tentang mengubah dunia fisik tempat kita tinggal, dan memperluas biologi dari sains menjadi teknik dengan membuat sel dapat diprogram.

Bagaimana AS dapat memimpin masa depan pengobatan kanker

Agar AS dapat memimpin masa depan pengobatan kanker, Kongres harus membentuk dana investasi bioteknologi nasional khusus. Bukan hanya Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H), yang sebagian besar masih disalurkan melalui institusi akademik, tetapi sebuah kendaraan yang menempatkan modal secara langsung ke perusahaan platform tahap awal dan menjaga kekayaan intelektual tersebut tetap di tanah Amerika.

Investor institusional besar dan perusahaan VC juga harus memainkan peran kunci. Meskipun banyak yang telah bermigrasi ke arah AI perangkat lunak, mereka perlu bertanya pada diri sendiri apakah teknologi yang dapat memprogram sel untuk melawan kanker layak mendapatkan urgensi yang setidaknya sama dengan model bahasa besar berikutnya.

Terakhir, jalur tinjauan dipercepat baru dari FDA perlu diperluas secara eksplisit ke terapi biologis berbasis platform, bukan hanya obat aset tunggal, sehingga perusahaan yang membangun generasi pengobatan kanker berikutnya tidak perlu menunggu satu dekade untuk kejelasan regulasi.

Sains sudah siap. Kita membutuhkan investasi yang kuat dan stabil dalam teknologi kedokteran presisi masa depan Amerika untuk mulai memprogram kanker melawan dirinya sendiri untuk pertama kalinya.