Citește integral ediția nr. 29 a Ziarului de Sănătate

Proiectarea, validarea și evaluarea comparativă a acestui instrument computațional, botezat NeoDisc, sunt detaliate în numărul curent al revistei Nature Biotechnology, într-un studiu condus de filiala elvețiană din Lausanne a Institutului Ludwig pentru cercetarea cancerului.

„NeoDisc oferă perspective unice asupra imunobiologiei tumorilor și a mecanismelor prin care acestea se sustrag țintei celulelor T citotoxice ale sistemului imunitar”, a declarat cercetătoarea Michal Bassani-Sternberg, care a condus grupul de cercetători.

Bassani-Sternberg se numără printre pionierii acestui domeniu, o îmbinare de înaltă tehnologie a analizei biochimice și computaționale la scară largă, cunoscută sub numele de „imunopeptidomică”.

Aceste informații sunt de o valoare inestimabilă pentru proiectarea de imunoterapii personalizate, spune ea, precizând că, în prezent, programul este deja utilizat în Lausanne, pentru studiile clinice privind vaccinurile personalizate și terapiile celulare împotriva cancerului.

Multe tipuri de cancer adăpostesc multiple mutații aleatorii care ar trebui să le facă mai vizibile pentru sistemul imunitar.

Aceste mutații generează proteine aberante pe care celulele, chiar și cele canceroase, sunt programate să le segmenteze în secvențe scurte – cunoscute sub numele de peptide – și să le „prezinte” ca antigene pentru a invita un atac din partea celulelor imunitarea T, care patrulează organismul pentru apărare.

Marea diversitate a acestor „neoantigeni” este unul dintre motivele pentru care pacienții răspund atât de variabil la imunoterapii.

Pe de altă parte, neoantigenii pot fi exploatați pentru a dezvolta vaccinuri și alte tipuri de imunoterapii adaptate pentru a viza în mod unic tumorile fiecărui pacient. Astfel de tratamente personalizate sunt în prezent dezvoltate de cercetători din întreaga lume.

Aceste eforturi reprezintă o provocare din punct de vedere tehnic, deoarece nu toți neantigenii sunt recunoscuți de celulele T ale unui anumit pacient și chiar și mulți dintre cei care sunt recunoscuți nu reușesc să provoace un atac suficient de puternic al sistemului imunitar. Prin urmare, o abordare în vederea conceperii de vaccinuri și terapii celulare personalizate implică identificarea neoantigenelor cu cele mai mari șanse de a provoca un atac viguros al celulelor T.

Abordarea necesită analize sofisticate, la scară largă, ale mutațiilor care generează neoantigeni potențiali, scheletul molecular (cunoscut sub numele de molecule HLA), care îi prezintă celulelor T și caracteristicile moleculare care permit recunoașterea de către receptorii celulelor T.

Proiectarea de imunoterapii personalizate este, de asemenea, facilitată de analiza genomică atât a tumorii, cât și a celulelor de sânge care reprezintă genomul sănătos al pacientului, de analiza la scară largă a expresiei genelor cunoscută sub denumirea de „transcriptomică”, precum și de analiza sensibilă a așa-numitului imunopeptidom cu ajutorul spectrometriei de masă.

Cu toate acestea, până în prezent, aceste tehnologii puternice nu au fost niciodată integrate într-un singur program de calcul pentru a estima care neoantigeni identificați în tumorile unui pacient ar trebui să fie utilizați ca vaccinuri sau valorificați în alt mod pentru imunoterapii personalizate.

În plus, neoantigenele nu sunt singurul tip de antigene disponibile pentru țintirea imunoterapeutică. La rândul lor, în mod eronat, celulele canceroase exprimă, ca și proteinele, fragmente de ADN, care în mod normal nu codifică, gene exprimate în mod normal doar în timpul dezvoltării, alte produse genetice exprimate aberant și antigene virale, în cazul tumorilor induse viral – toate acestea putând provoca un atac imunitar.

„NeoDisc poate detecta toate aceste tipuri distincte de antigene specifice tumorilor, împreună cu neoantigenele, poate aplica algoritmi de învățare automată și algoritmi bazați pe reguli pentru a-i prioritiza pe cei care au cele mai mari șanse de a provoca un răspuns al celulelor T și apoi poate utiliza aceste informații pentru a proiecta un vaccin anticancer personalizat pentru pacientul respectiv”, a precizat Florian Huber, cel de-al doilea autor al cercetării.

Instrumentul clasifică, în plus, și antigenele potențiale pe care le detectează, și generează vizualizări ale eterogenității celulelor canceroase din cadrul tumorilor.

„În mod remarcabil, NeoDisc poate detecta, de asemenea, defecte potențiale în mecanismul de prezentare a antigenelor, alertând proiectanții de vaccinuri și clinicienii cu privire la un mecanism cheie de evaziune imunitară în tumori care poate compromite eficacitatea imunoterapiei”, a precizat Bassani-Sternberg.

Acest lucru îi poate ajuta pe cercetători să selecteze pacienții pentru studii clinice care sunt susceptibili de a beneficia de imunoterapie personalizată, o capacitate care este, de asemenea, de mare importanță pentru optimizarea îngrijirii pacienților, spune ea.

În plus, echipa arată în studiul lor că NeoDisc oferă o selecție mai precisă a antigenelor canceroase eficiente pentru vaccinuri și terapii celulare adoptive decât alte instrumente computaționale utilizate în prezent în acest scop.

Pentru a spori și mai mult acuratețea instrumentului AI, cercetătorii vor continua să îl alimenteze cu date obținute de la o varietate de tumori și să integreze algoritmi suplimentari de învățare automată în suita software pentru a avansa în formarea sa și pentru a-i îmbunătăți acuratețea predictivă.

Publicitate și alte recomandări video