Aprendizaje contrastivo permite predicciones de solapamiento de epítopos para el descubrimiento de anticuerpos...

Área de la Ciencia:

• Inmunología
• Biología Computacional
• Biología Estructural

Sus antecedentes:

• La predicción precisa de epítopos es esencial para el desarrollo de anticuerpos terapéuticos.
• Los métodos computacionales actuales para la predicción de epítopos requieren mejoras.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar enfoques computacionales novedosos para predecir epítopos de anticuerpos a partir de secuencias de anticuerpos.
• Mejorar el descubrimiento de anticuerpos terapéuticos dirigidos a epítopos.

Principales métodos:

• Análisis de 18 millones de pares de anticuerpos para correlacionar la identidad de la secuencia de la región determinante de complementariedad 3 (CDRH3) de la cadena pesada con el solapamiento de epítopos.
• Desarrollo de un marco de ajuste fino de aprendizaje contrastivo supervisado para modelos de lenguaje de anticuerpos para incorporar información de epítopos.
• Creación de AbLang-PDB, un modelo generalizado para la predicción de epítopos.

Principales resultados:

• Más del 70% de la identidad de la secuencia de la región determinante de complementariedad 3 (CDRH3) de la cadena pesada predice epítopos superpuestos en anticuerpos que comparten genes V.
• El marco de aprendizaje contrastivo logró una precisión del 97% en la predicción del solapamiento estructural para anticuerpos contra el SARS-CoV-2.
• AbLang-PDB demostró una mejora de 5 veces en la precisión promedio sobre los métodos basados en secuencias y una fuerte correlación con el solapamiento de epítopos (ρ = 0.81).
• La validación experimental mostró un 70% de especificidad para el VIH-1 y un 50% de competencia de unión para los candidatos seleccionados.

Conclusiones:

• Los métodos computacionales basados en secuencias de anticuerpos pueden predecir de manera confiable las relaciones de epítopos.
• El aprendizaje contrastivo codifica eficazmente la información de epítopos en los modelos de lenguaje de anticuerpos.
• Estos modelos ofrecen herramientas potentes para acelerar el descubrimiento de anticuerpos dirigidos a epítopos.