Lorsqu'un virus pénètre dans l'organisme ou qu'une cellule cancéreuse apparaît, les lymphocytes T entrent en scène – ce sont les soldats du système immunitaire. Chaque lymphocyte T possède son propre récepteur, une molécule en forme de serrure, qui cherche la clé correspondante : un fragment de protéine (un peptide) à la surface de la cellule malade. Si la clé correspond, le lymphocyte T s'active et détruit l'ennemi. Mais il existe des milliards de serrures et de clés, et prédire quel récepteur agira contre un peptide donné est une tâche extrêmement complexe.
Les modèles informatiques tentent de résoudre ce problème en lisant les séquences d'acides aminés – les lettres qui composent les protéines. Le nouveau modèle ImmSET fonctionne comme un traducteur attentif : il examine un ensemble de récepteurs et un ensemble de peptides, et apprend à les apparier. Contrairement aux modèles précédents qui comparaient les paires une par une, ImmSET considère l'ensemble complet d'un coup – comme un traducteur qui n'écoute pas des répliques isolées, mais toute la conversation.
Les scientifiques ont testé le modèle sur des données de tailles et de compositions variées. Résultat : plus il y a d'exemples d'entraînement, plus les prédictions sont précises – comme un étudiant qui résout de plus en plus de problèmes. Avec suffisamment de données, ImmSET a même surpassé AlphaFold2 et AlphaFold3, les célèbres modèles qui prédisent la forme des protéines. Cela signifie que pour la tâche de « reconnaissance », ce n'est pas seulement la forme qui compte, mais aussi le texte de la séquence lui-même.
Cette approche ne sera pas utile qu'en immunologie. Toute tâche qui consiste à apparier des ensembles de séquences biologiques – par exemple les interactions entre enzymes ou molécules de signalisation – peut bénéficier d'un modèle qui voit l'ensemble du tableau. Et pour la médecine, c'est un pas vers l'adaptation du traitement en fonction du « passeport immunitaire » unique de chaque patient.
Le nombre de récepteurs possibles des lymphocytes T dépasse $10^{15}$ – c'est plus que le nombre de grains de sable sur toutes les plages de la Terre.
Dans la série « The Expanse », les nanites modifient le système immunitaire pour qu'il reconnaisse les cellules étrangères – un peu comme ImmSET apprend à prédire quels récepteurs agiront contre des protéines spécifiques.