Wissenschaftler entwickeln KI-gestütztes Modell zur Verbesserung von Krebsimmuntherapien

Wissenschaftler des Ludwig Cancer Research Center haben mithilfe von KI ein Vorhersagemodell entwickelt, dasdentdie krebsbekämpfenden . Dieses Tool, TRTpred, wird ausführlich in der hochrangigen Fachzeitschrift Nature Biotechnology beschrieben.

Personalisierung der Krebsbehandlungen

Das mithilfe von Algorithmen entwickelte TRTpred-Modell kann in individualisierte Krebsbehandlungen und maßgeschneiderte Therapien integriert werden, die auf der Signatur der präkanzerösen Zellen jedes Patienten basieren. Wie Alexander Harari von der Universität Ludwig Lausanne, der Leiter der Forschungsarbeit, erklärte, könnte diese neuartige Technik den Patienten ganz neue Möglichkeiten eröffnen.

Die im Tumorgewebe vorkommenden Immunzellen, sogenannte tumorinfiltrierende Lymphozyten (TILs), die einem Patienten übertragen werden, bilden die Grundlage der zellbasierten Immuntherapie. Diese TILs können optional so modifiziert werden, dass ihre synergistischen Fähigkeiten gegen Krebs verstärkt werden, und nach erfolgreicher Vermehrung in Zellkulturen wieder in den Körper eingebracht werden. Allerdings reagieren nicht alle TILs erfolgreich auf Tumorzellen; nur ein Bruchteil ist tumorreaktiv.

Harari und sein Team entwickelten TRTpred, einen KI-gestützten Ansatz zur prädiktiven Modellierung, der es ihnen ermöglicht, T-Zell-Rezeptoren (TCRs) nach ihrer Tumorreaktivität zu ordnen. Indem TRTpred Genedent, die für die Tumorsekretion verantwortlich sind, kann es eine Regel erstellen, die auf eine neue Zellpopulation angewendet wird und anschließend präzise vorhersagt, ob ein TCR zu einer tumorreaktiven Zelle gehört oder nicht.

TRTpred: Ein KI-gesteuerter Gamechanger

Die Wissenschaftler verbesserten die Qualität des vorherigen Schritts durch algorithmische Filter, die darauf abzielten, Tumorantigen-tragende T-Zellen mit hoher Avidität zu identifizieren, also solche, die zu einertronAntigenbindung fähig sind. Zusätzlich wurde ein dritter Filter eingeführt, um die Antigene für Tumorzellen besser zu differenzieren und so die gezielte Behandlung mehrerer Antigene zu ermöglichen.

Das Team extrahiertetracdie TCRs der TILs und nutzte MixTRTpred (eine Kombination aus der TRTpred-Technik und Filtern der Algorithmen), umdentTumoren mit hoher Avidität und Spezifität für mehrere Tumorantigene geeignet sind. Diese gentechnisch veränderten T-Zellen wurden erfolgreich in Mäuse eingebracht, wo nach Abschluss der Xenotransplantation eine deutliche Tumoreliminierung zu beobachten wardent wodurch die Methode validiert wurde.

George Coukos, Direktor des Ludwig-Instituts in Lausanne und Mitautor der Studie, plant, so bald wie möglich eine klinische Phase-I-Studie am Menschen zu initiieren, um die Technologie zu testen. Er äußerte sich sehr zuversichtlich hinsichtlich der Wirksamkeit der Methode, da er davon überzeugt sei, dass sie die aktuellen Schwächen von TIL-basierten Therapien beheben werde. Dies gelte insbesondere für Patienten, deren Tumore nicht wie erwartet auf die Behandlung ansprechen.