Fraunhofer IZI: Mit Künstlicher Intelligenz Immuntherapien gegen malignes Melanom optimieren

Das Fraunhofer-Institut forscht gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Leipzig und dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) an der KI-basierten Entwicklung einer tumorspezifischen CAR-T-Zell-Immuntherapie zur Behandlung von schwarzem Hautkrebs.

Derzeit erkranken in Deutschland pro Jahr knapp 24 000 Menschen am malignen Melanom, dem schwarzen Hautkrebs, einem ausgesprochen aggressiven Tumor mit hohem Metastasierungspotenzial. Trotz moderner Therapieverfahren liegt die 10-Jahres-Überlebensrate von Patient*innen im metastasierten Stadium bei unter 20 Prozent.

Signifikante Behandlungserfolge des malignen Melanoms werden bislang mit Antikörpern (sog. Immun-Checkpoint-Inhibitoren) erzielt, die die Aktivität tumormaskierender Proteine hemmen, wodurch die körpereigene Immunreaktion gegen den Tumor reaktiviert wird. Die Mehrheit der Patient*innen (60 Prozent) spricht allerdings nicht auf diese Behandlungen an und die Rückfallquote ist hoch.

Die im hämato-onkologischen Bereich bereits etablierte CAR-T-Zelltherapie eröffnet mittlerweile auch neue Perspektiven bei der Behandlung solider Tumore wie dem malignen Melanom. Dabei werden die Immunzellen der Patient*innen mit einem künstlichen Rezeptor ausgestattet, der es den Immunzellen fortan ermöglicht, Krebszellen zu erkennen und gezielt zu eliminieren.

Mit dem Projekt KI-CARs wollen die Projektpartner für die Behandlung des malignen Melanoms zunächst anhand humaner Tumorproben neue Zielstrukturen definieren, um anschließend eine wirksame CAR-T-Zell-Therapie präklinisch zu entwickeln.

Am Fraunhofer IZI werden mittels moderner Sequenzierungstechnologien (Einzelzellsequenzierung und räumliche Sequenzierung) zunächst potenzielle Zielstrukturen definiert. Dabei werden hochkomplexe Datensätze erhoben, die das dynamische Verhalten der Zellen widerspiegeln. In Zusammenarbeit mit der Universität Leipzig werden aus diesen Daten, u.a. mit Methoden der künstlichen Intelligenz und computergestützter Modellierung, wirksame interagierende Molekülpaare und konkrete Zielstrukturen identifiziert.

Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf werden für diese Zielstrukturen spezifische CAR-T Zellen auf der Basis einer RevCAR-T-Plattform entwickelt und anschließend präklinisch getestet. Im Gegensatz zu konventionellen CAR-T-Zellen können RevCAR-T-Zellen Tumorzellen nicht direkt erkennen. Sie benötigen dafür ein zusätzliches tumorspezifisches Targetmodul. Die Aktivität der RevCAR-T-Zellen kann über die Verfügbarkeit der Targetmodule gesteuert und somit Nebenwirkungen kontrolliert werden.

Quelle: Pressemeldung Fraunhofer IZI vom 10.07.2024