Kā GPT‑5 palīdzēja imunologam Derya Unutmaz atrisināt 3 gadus senu mīklu

Ārsts un imunologs Derya Unutmaz par mākslīgo intelektu ir interesējies jau gadiem. Taču viņa „aha” brīdis pienāca 2025. gada beigās, kad GPT‑5 Pro palīdzēja viņam un viņa laboratorijai atgriezties pie trīs gadus senas mīklas par īpašu imūnšūnu veidu, kas palīdz cilvēka organismam cīnīties ar vēzi un citām slimībām.

Šīs mīklas pamatā bija vienkāršs, bet nozīmīgs imunoloģijas jautājums: kā glikoze ietekmē T šūnu attīstību un specializāciju? T šūnas ir imūnšūnas, kas palīdz organismam cīnīties ar vīrusiem, iznīcināt vēža šūnas, reaģēt uz dažām baktērijām un parazītiem un atšķirt veselās šūnas no apdraudējumiem. Attīstoties tās uzņemas dažādus uzdevumus, tostarp lomas, kas var ietekmēt vēzi, autoimūnas slimības un infekcijas. Izpratne par to, kas virza T šūnas uz vienu vai otru specializāciju, varētu palīdzēt pētniekiem labāk izprast un galu galā arī labāk ārstēt šīs slimības.

Šodien Unutmaz — The Jackson Laboratory un Konektikutas Universitātes profesors — saka, ka AI viņa darbā kļuvis tik svarīgs, ka viņš vairs nespēj iedomāties zinātni bez tā. „Tas būtu kā atņemt abas rokas vai pusi smadzeņu,” sacīja Unutmaz.

Mīkla sākās 2022. gadā, kad Unutmaz veica eksperimentu, lai saprastu, kā cukura veids, ko sauc par glikozi, ietekmē T šūnu attīstību. Šūnas izmanto glikozi kā degvielas avotu, kā arī olbaltumvielu veidošanai un citām funkcijām.

Unutmaz eksperimenta rezultāti varētu būt nozīmīgi tādu slimību kā vēzis, autoimūnas slimības un infekcijas izpētē. Taču tobrīd Unutmaz un viņa laboratorija nespēja saprast, ko tieši redz.

Iepriekšējie pētījumi sniedza pārliecinošus pierādījumus, ka glikozes vielmaiņa ietekmē T šūnu specializāciju. Lai labāk izprastu šo saistību, Unutmaz un viņa komanda T šūnas agrīnā attīstības posmā pakļāva vai nu videi ar zemu glikozes līmeni, vai videi, kas saturēja glikozei līdzīgu molekulu deoksiglikozi. Deoksiglikoze traucē šūnai izmantot glikozi, izjaucot enerģijas ražošanu un olbaltumvielu veidošanu. Olbaltumvielas ir svarīgas, jo tās koordinē darbību šūnā un darbojas kā ziņneši, kas sūta un saņem informāciju ārpus šūnas.

Komanda gaidīja, ka abi apstākļi dos līdzīgus rezultātus. Abos gadījumos glikozes un līdz ar to arī enerģijas, kas T šūnām vajadzīga darbībai, būtu maz. Taču notika kas cits.

T šūnas, kas bija pakļautas deoksiglikozei, pārliecinoši lielā skaitā radīja šūnas, kas iesaistītas organisma iekaisuma reakcijā. Daļa T šūnu, kas bija pakļautas zemai glikozes koncentrācijai, specializējās par iekaisuma reakcijas šūnām, taču ne tik lielā skaitā kā deoksiglikozes gadījumā. Agrīnas saskares ar deoksiglikozi ietekme saglabājās pat tad, kad pētnieki šo glikozei līdzīgo molekulu izņēma.

Šo atšķirību nevarēja izskaidrot tikai ar enerģijas trūkumu. Notika vēl kaut kas. Taču Unutmaz un viņa laboratorija nespēja noskaidrot, kas notiek, tāpēc nolika eksperimentu malā un pievērsās citiem steidzamiem uzdevumiem.

Tad 2025. gada beigās iznāca GPT‑5 Pro, un Unutmaz nolēma atgriezties pie eksperimenta. Viņš augšupielādēja rezultātus modelī un lūdza tam analizēt datus.

GPT‑5 Pro ierosināja, ka deoksiglikoze traucē veidoties olbaltumvielai, ko sauc par IL-2. Šī olbaltumviela var novērst T šūnu pārtapšanu par iekaisuma reakcijas šūnu, kas pazīstama kā Th17. Būtībā deoksiglikoze noņēma šķērsli T šūnas spējai kļūt par Th17 šūnu. Tas, iespējams, izskaidro, kāpēc T šūnas vidē ar zemu glikozes līmeni nekļuva par Th17 šūnām gandrīz tādā skaitā kā deoksiglikozes vidē.

„GPT‑5 nāca klajā ar patiešām ievērojamu atziņu, kas, raugoties atpakaļ, ir pilnīgi loģiska,” sacīja Unutmaz. Tā atradās tikai nedaudz ārpus viņa paša kompetences jomas, tāpēc viņš pats šo saikni nepamanīja, un to nepamanīja arī neviens viņa laboratorijā.

Pēc tam Unutmaz nolēma pārbaudīt, vai GPT‑5 spēj paredzēt eksperimenta iznākumu. Imunologs sāka ar eksperimentu, ko jau bija veicis ar T šūnu, kas vēršas pret noteikta veida limfomu. Viņa eksperiments parādīja, ka šīm konkrētajām T šūnām, ko sauc par CD8+, bija pastiprināta spēja iznīcināt limfomas šūnas.

Kad Unutmaz lūdza GPT‑5 Pro simulēt to pašu eksperimentu, tas pareizi paredzēja CD8+ šūnu spējas iznīcināt limfomas šūnas pieaugumu. Modelis nevarēja būt ieguvis rezultātus no interneta, jo Unutmaz tos vēl nebija publicējis.

„Tas bija brīdis, kad es sajutu: labi, šie modeļi tagad ir nonākuši līdz punktam, kur tie patiešām, īsteni saprot,” viņš sacīja.

Unutmaz sacīja, ka tādi modeļi kā GPT‑5 Pro tagad darbojas drīzāk kā sadarbības partneri. Tie var racionalizēt literatūras pārskatus, apstrādājot simtiem jaunu akadēmisku rakstu, kas tiek publicēti katru nedēļu, un palīdzot zinātniekiem noteikt jautājumus, kas joprojām nav atbildēti. Tie var arī palīdzēt pētniekiem precizēt hipotēzes, saīsinot laiku, kas vajadzīgs, lai noteiktu vērtīgākos eksperimentus.

„Iespēju, kā pārbaudīt savu hipotēzi, ir ļoti daudz,” sacīja Unutmaz. „Pieeju ir neskaitāmi daudz, un tu nezini, kura būs labākā stratēģija.” Tāpēc viņš izmanto GPT‑5 Pro, lai simulētu eksperimentus un paredzētu iznākumus, palīdzot sašaurināt to eksperimentu loku, kurus ir vērts atkārtot laboratorijā. Tas pētniekiem var aiztaupīt nedēļas, mēnešus vai pat gadus darba, būtiski paātrinot bioloģijas nozares attīstību.

Tomēr jomas ekspertīze joprojām ir izšķiroša. AI var radīt atziņu, taču cilvēkiem joprojām jāizvērtē tās nozīmīgums un ticamība. Piemēram, cilvēks bez Unutmaz ekspertīzes nebūtu spējis pateikt, vai mehānistiskā atziņa, ko GPT‑5 Pro izcēla viņa imūnšūnu eksperimentos, bija svarīga vai ne.

Spēja radīt atziņas un paātrināt darbu ir iemesls, kāpēc ar šīm iespējām jārīkojas atbildīgi. AI varētu palīdzēt pētniekiem strādāt ātrāk bioloģijā un medicīnā, taču šīs iespējas varētu arī pazemināt slieksni ļaunprātīgai izmantošanai, tostarp ļaundariem, kas cenšas izstrādāt vai izmantot bioloģiskos vai ķīmiskos ieročus. OpenAI Preparedness Framework izklāsta mūsu pieeju šo risku uzraudzībai un aizsardzības pasākumu veidošanai pret AI spējām, kas varētu nodarīt smagu kaitējumu.

Unutmaz ir optimistisks par AI nākotni. Viņš saka, ka tas nav līdzīgs nekam iepriekš pieredzētam — ne internetam, ne industriālajai revolūcijai. Pavisam nesen Unutmaz ir eksperimentējis ar progresīviem AI rīkiem, tostarp Codex un GPT‑5.2 dziļo izpēti, lai palīdzētu apkopot plaša mēroga vēža mutāciju datu kopas un sagatavot pētniecības materiālus — tostarp apjomīgu mācību grāmatas melnrakstu par T šūnām — ar mērķi paātrināt darbu precīzijas imūnterapijā.

Unutmaz jūtas laimīgs, ka var būt daļa no šī atklājumu laika. „Es jūtos patiesi laimīgs un pagodināts, ka varu ne tikai vēsturiski to pieredzēt, bet arī mazliet tajā piedalīties.”