„KI gegen Krebs“ verwandelt Hirntumorzellen in Immunzellen: Überlebensrate steigt um 75 % und steht kurz vor der klinischen Erprobung

Die Keck School of Medicine der USC nutzte KI-Technologie, um Gehirnkrebszellen in Immunzellen umzuwandeln, was die Überlebenschancen in einem Mausmodell eines Glioblastoms um 75 % erhöhte. Glioblastom (GBM) ist der häufigste und tödlichste Hirntumor, der für seine hohe Aggressivität, hohe Rezidivrate und niedrige Überlebensrate bekannt ist. Nach der Diagnose haben Patienten oft eine durchschnittliche Lebenserwartung von nur etwa einem Jahr.

1. Das Glioblastom ist nach Meningeomen der zweithäufigste Hirntumor, mit etwa 3 Fällen pro 100.000 Menschen pro Jahr.

2. Ohne Behandlung beträgt die Überlebenszeit in der Regel nur 3 Monate und weniger als 10 % der Patienten überleben fünf Jahre nach der Diagnose.
3. Und das Glioblastom ist aus mehreren Gründen sehr schwer zu behandeln.
4. Obwohl die Immuntherapie gegen andere Krebsarten wirksam ist, ist das Glioblastom aufgrund der Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​für Immunzellen schwer zu erreichen und kann auch Hirnschäden verursachen.

   

Angesichts dieses medizinischen Problems führten Wissenschaftler der Keck School of Medicine der University of Southern California (USC) mit Unterstützung der National Institutes of Health (NIH) eine Reihe neuer Studien unter Einsatz künstlicher Intelligenz durch Technologie zur Kontrolle des Zellschicksals – Krebszellen in Immunzellen umwandeln.

1. Forscher haben herausgefunden, dass sie mithilfe künstlicher Intelligenz die Gene von Glioblastomzellen identifizieren und umprogrammieren können, um sie in dendritische Zellen (DCs) umzuwandeln, die Krebszellen um sie herum effektiv angreifen und zerstören können.
2. In einem Mausmodell eines Glioblastoms erhöhte dieser Ansatz die Überlebenschancen um 75 %. Die Ergebnisse wurden gerade in Cancer Immunology Research veröffentlicht, einer Zeitschrift der American Association for Cancer Research.

   

   1. Papieradresse: https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-23-0721
3. In dieser neuen Studie nutzte das Forschungsteam künstliche Intelligenz, um eine Gruppe menschlicher GBM-Zellen zu finden, die dies könnten In DC-Zellen umgewandelte Gene können genetisches Material in virale Vektoren einbetten und es an GBM-Patienten weitergeben.
4. Dr. David Tran ist der Hauptautor der Studie und außerordentlicher Professor für Neurochirurgie und Neurologie sowie Leiter der Abteilung für Neuroonkologie an der Keck School of Medicine, wo er auch das USC Norris Comprehensive Cancer Center und das Brain Tumor Center leitet .

   

   „Diese bahnbrechende Forschung nutzt die Kraft der künstlichen Intelligenz, um Glioblastomzellen in immunaktivierende Zellen umzuwandeln, was einen großen Fortschritt in der Krebsimmuntherapie darstellt“, sagte Dr. David Tran.
   „Indem wir die eigenen Zellen des Krebses dagegen einsetzen, ebnen wir den Weg für wirksamere Behandlungen und geben Patienten, die gegen diesen und viele andere aggressive Krebsarten kämpfen, neue Hoffnung.“ die Immunantwort, indem sie Antigene aufnimmt und sie anderen Immunzellen präsentiert.

3D-Modell dendritischer Zellen Dendritische Zellen spielen eine zentrale Rolle bei der Aktivierung von Immunantworten, indem sie Antigene wie Krebszellen entnehmen und sie anderen Immunzellen, einschließlich Legionen von T-Zellen, präsentieren.

Während frühere Studien gezeigt haben, dass dendritische Zellen GBM bekämpfen können, müssen Forscher noch einen zuverlässigen Weg finden, wie sie die Blut-Hirn-Schranke überwinden und in Tumore eindringen können.

Also umging das Forschungsteam diese große Schwierigkeit, indem es vorhandene Krebszellen innerhalb des Tumors neu programmierte.

Allerdings ist die Spezifität ein wichtiger Gesichtspunkt.

„Wir wollen Patienten nicht etwas injizieren, das alle Arten von Zellen in dendritische Zellen umwandelt“, sagte Dr. Tran.

Das Forschungsteam nutzte die hohe Rechenleistung künstlicher Intelligenz, um ein maschinelles Lernsystem zu entwickeln, das eine detaillierte Analyse von Zehntausenden Genen und Millionen von Verbindungen zwischen Genen durchführt.

Diese Methode kann Zielglioblastomzellen genau identifizieren und sie dann in eine dendritische zellähnliche Genkombination umprogrammieren.

Dieser Prozess ist nicht nur komplex und äußerst herausfordernd, sondern der Eingriff künstlicher Intelligenz hat diesen Entdeckungsprozess auch erheblich beschleunigt.

Um die Wirksamkeit dieser Methode zu überprüfen, führte das Forschungsteam zahlreiche Experimente in Glioblastom-Mausmodellen durch.

Sie fanden heraus, dass genetisch umprogrammierte Glioblastomzellen die Immunantwort bei Mäusen deutlich verstärken, das Tumorwachstum wirksam hemmen und das Überleben von Mäusen verlängern können.

In Kombination mit anderen Immuntherapien kann die Neuprogrammierung von GBM-Zellen die Immunantwort und das Überleben in Mausmodellen erheblich verbessern.

In Kombination mit der Immun-Checkpoint-Therapie erhöhte sich die Überlebenschance um 75 %, in Kombination mit dem klassischen DC-Impfstoff verdoppelte der neue Ansatz die Überlebenschance. Aber keine der beiden Therapien allein erhöht die Überlebenschancen von Patienten mit GBM.

Tran sagte: „Künstliche Intelligenz hilft uns, Schlüsselprobleme im Kampf gegen Krebs zu lösen und bietet uns leistungsstarke Methoden zur Manipulation des Zellschicksals.“ Dieses bahnbrechende Ergebnis hat jedoch unbegrenzte Möglichkeiten für die klinische Behandlung von Glioblastomen eröffnet.

Zusätzlich zu Proof-of-Concept-Studien an Mäusen nutzten die Forscher ihr System der künstlichen Intelligenz, um eine Reihe menschlicher Gene zu identifizieren, die menschliche Glioblastomzellen in dendritische zellähnliche Zellen umwandeln.

Das Forschungsteam gab an, dass es diese Genkombinationen als nächstes verfeinern und planen wird, sie in harmlose virale Vektoren zu verpacken, um weitere Sicherheits- und Wirksamkeitstests in Tiermodellen durchzuführen.

Tran sagte: „Wir hoffen, die Suche zu erweitern und künstliche Intelligenz zu nutzen, um die bestmögliche Kombination zu finden, wenn wir sie an Patienten testen.“

Wenn dieser Ansatz als sicher und wirksam erachtet wird, bedeutet dies, dass er bessere Ergebnisse bei Glioblastommodellen erzielt ohne unbeabsichtigte Nebenwirkungen.

Wenn die Methode als sicher und wirksam erachtet wird, wird das Team innerhalb weniger Jahre die Genehmigung für den Beginn klinischer Studien an Patienten beantragen.

Darüber hinaus hofft das Forschungsteam, mit seinem Modell der künstlichen Intelligenz weitere Genkombinationen zu erforschen, die andere Arten von Krebszellen umprogrammieren können, und so neue Ideen und Methoden für weitere Arten der Krebsbehandlung zu liefern.

Sie glauben, dass Menschen durch die perfekte Kombination von künstlicher Intelligenz und Gentechnik in der Lage sein werden, mehr Schlüssel zur Behandlung von Krebs zu erschließen und mehr Patienten Hoffnung zu geben.

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