Nyt storstilet forskningsprojekt: AI skal lægge nye brikker i kræftpuslespillet

Ved hjælp af kunstig intelligens (AI) vil forskere nu indhente viden om de molekyler, T-cellerne genkender inde i kræftcellerne, og derved forhåbentlig blive klogere på, hvorfor immunterapi virker hos nogen patienter og ikke hos andre. Det er klart et af de mest spændende projekter vi nogensinde har været involveret i, siger den norske professor Johanna Olweus. 

Hun og et hold af verdensførende forskere vil bruge AI til at løse et af kræftforskningens største mysterier. Målet er at blive klogere på, hvorfor immunterapi – som har revolutioneret behandlingen af ​​kræft i det sidste årti – kun virker hos nogle patienter og ved udvalgte kræftformer, og ikke ved andre. 

Forskerholdet MATCHMAKERS, som inkluderer Johanna Olweus forskningsgruppe og 11 andre internationale grupper, og som ledes af Michael Birnbaum (MIT, Boston), har for nylig modtaget 260 millioner norske kroner (svarende til godt 165 millioner danske kroner) fra den prestigefyldte Cancer Grand Challenges Awards. 178 hold af topforskere fra hele verden sendte deres bedste ideer til konkurrencen, kun fem klarede sig gennem nåleøjet, skriver den norske pendant til Kræftens Bekæmpelse, Kreftforeningen, i en nyhed.

”Det er klart et af de mest spændende projekter, min forskergruppe nogensinde har været involveret i. Vi er de første i Norden, der har deltaget i et Cancer Grand Challenge-projekt, og det er en stor ære og mulighed. Vores ekspertise og bidrag i konsortiet ligger i basal immunologi, siger Johanna Olweus, professor ved Oslo Universitet og afdelingsleder for kræftimmunologi på Institut for Kræftforskning på Oslo Universitetshospital. 

Helt unikke T-celler 

MATCHMAKERS, der består af førende forskere inden for blandt andet avanceret bioteknologi, strukturel biologi og AI fra Norge, Tyskland, Holland og Storbritannien, vil se på, hvordan immunterapi interagerer med immunsystemet og herved lykkedes med at slå kræftceller ihjel.

Mennesket har omkring ti millioner unikke T-celler, der hver især har receptorer, der genkender forskellige overflademolekyler. En lille andel af disse receptorer genkender kræftmolekyler – og de varierer fra patient til patient. 

”I dag er det nemt at finde de gensekvenser, der koder for T-cellereceptorer gennem gensekventering, men det er ikke muligt at sige, hvad det er receptoren genkender ud fra kendskabet til den. Hvis vi bliver i stand til det – hvilket er projektets ultimative mål –, kan den viden bruges til at forstå, hvilke patienter der vil have gavn af immunterapi, til at udvælge og berige for immunceller, der kan angribe kræften hos den enkelte patient, og i bedste fald til at designe nye receptorer, der kan sikre effektiv og sikker immunterapi til den enkelte patient, siger Johanna Olweus.

Forskerne anvender AI til at identificere, hvilke receptorer, der genkender hvilke target-molekyler. Der findes allerede en del evidens for, hvad T-cellereceptorerne genkender ved infektionssygdomme, og forskerne vil derfor fodre algoritmerne med masser af data herfra. Forventningen er, at AI kan anvendes til at se mønstre i, hvordan immunceller genkender deres targets, og at disse kan overføres til kræftbiologien.

”Vi ønsker at generere datasæt ud fra store mængder af data, hvor vi på forhånd ved, hvilke target-molekyler T-receptorerne genkender. Min gruppe har særlig ekspertise i dette. Disse receptor-target-molekylepar vil vi så bruge til at træne AI-algoritmer, der kan lede efter mønstre, siger Johanna Olweus. 

Gavner flere patientgrupper 

Sigrid Bratlie, molekylærbiolog og strategisk rådgiver i Kreftforeningen, vurderer, at forskningsprojektet vil få stor betydning for flere patientgrupper.

”Projektet henvender sig ikke til én enkelt patientgruppe, og derfor håber jeg, at resultaterne vil komme til at gavne flere patientgrupper, både inden for kræft, infektionsmedicin og autoimmune sygdomme, siger hun.

Projektet ligger i forlængelse af den immunterapeutiske revolution, som har udspillet sig de senere år inden for mange kræftområder.

”Målet er at forstå, hvordan immunsystemet genkender sine fjender, og nu vil det ske ved hjælp af kunstig intelligens og genteknologi. Det kan man egentlig kalde immunterapi 2.0, og det betyder, at patienterne får skræddersyet behandling,” siger Sigrid Bratlie.

En stor værktøjskasse 

Projektets strategi er baseret på nogle af de samme principper som anvendes ved CAR-T-celleterapi, hvor immuncellerne – lidt populært sagt – er udstyret med ”øjne”. Det er begrænset hvad nutidens CAR-T-celler kan ’lede efter’. For nuværende er det kun molekyler uden for cellerne som "øjnene" kan identificere, men ved brug af AI er håbet altså, at man også bliver i stand til at aflæse, hvad der er inde i kræftcellerne.

Ifølge Sigrid Bratlie vil forskningen kunne lukke op for en enorm værktøjskasse, men den avancerede strategi er også forbundet udfordringer. 

”Der er tale om teknisk avanceret behandling, som kræver en god infrastruktur. Derudover er regulering og krav til godkendelse ekstra omfattende for denne type behandling, hvilket betyder, at det tager tid at udvikle. Vi er glade for, at norske forskere er på forkant med området i verden, og at forskningen er så lovende. Dette er en vigtig del af fremtidens kræftbehandling, og jeg håber, at det lykkes for forskerholdet,” siger hun.

Artiklen har først været bragt på hos onkologisk tidsskrift i Norge. Denne udgave er således oversat og korrigeret i forhold til originalen.