צוות מחקר מהנדסה של קולומביה והמכון לאירווינג לדינמיקת סרטן גילה גילוי מרכזי בתחום האימונותרפיה של סרטן. במאמר שפורסם היום ב אימונולוגיה מדעיתהצוות זיהה אוכלוסייה ספציפית של תאי חיסון הממלאים תפקיד קריטי בטיפול מוצלח בלוקמיה מיאלואידית חריפה (AML). עבודה זו הייתה בשיתוף עם המכון לסרטן דנה פרבר (DFCI).
AML, המשפיעה על ארבעה מתוך 100,000 חולים בארה"ב מדי שנה, על פי המכון הלאומי לסרטן, היא סוג של סרטן שתוקף תחילה את מח העצם לפני שהוא עובר להדביק את הדם. תוכנית הטיפול הנוכחית כוללת כימותרפיה ממוקדת ואחריה השתלת תאי גזע. לרוע המזל, עד 40% מהמטופלים הללו ישובו לאחר ההשתלה ויש להם הישרדות חציונית של שישה חודשים. בשלב זה התקווה היחידה להפוגה היא באמצעות אימונותרפיה.
בהנהגת אלם עזיזי, פרופסור חבר להנדסה ביו -רפואית בקולומביה הנדסה, המחקר בוחן כיצד רשתות חיסון מתואמות בלוקמיה מחצן מחצן מיקרו -סביבות משפיעות על התגובות לטיפול סלולרי, מה שמגדיל את השאלה: מדוע מטופלים מסוימים נהנים מחיסון אימונותרפיה ואילו אחרים לא? הטיפול הנוכחי ב- AML שהוחזר, עירוי לימפוציטים תורמים (DLI)-טיפול הכולל תאי חיסון תורמים-שיעור הישרדות של 5 שנים של 24%בלבד, על פי המחקר שערך פייזר.
מחקר חדש זה מגלה כי אוכלוסייה ייחודית של תאי T שנמצאו בחולים המגיבים ל- DLI עשויה להיות המפתח. תאים אלה נלחמים בלוקמיה על ידי הגברת התגובה החיסונית. בנוסף, המחקר מראה כי חולים עם סביבת חיסון בריאה יותר, פעילה ומגוונת יותר במח העצם מסוגלים לתמוך יותר בתאים אלה וביכולות הלחימה שלהם בסרטן.
החוקרים גילו את הגישה העיקרית של דיסקו החישובית הקניינית של הצוות, גילו אינטראקציות מרכזיות בין אוכלוסיית תאי ה- T הייחודית לתאי חיסון אחרים עלולים להוביל להפוגה של המטופלים. הם גם עקבו אחר תאי T אלה חזרה למוצר התורם. עם זאת, התגלה כי להרכב תאי החיסון של התורם אין מעט השפעה על הצלחתו של המטופל. למעשה, ההצלחה של טיפול זה נקבעת על ידי הסביבה החיסונית של המטופל. דיסקו היא שיטת למידת מכונה המשמשת לניתוח האופן בו אינטראקציות תאים משתנות לאורך זמן תוך התמקדות בסרטן ותאי חיסון המפורטים בדגימות קליניות.
ממצאי המחקר יכולים להוביל לאפשרויות התערבות חדשות כמו שיפור הסביבה החיסונית לפני שתתחיל את הטיפול הסטנדרטי של DLI ולחקור שילובים של אימונותרפיות. זה יעזור לחולים שבדרך כלל לא מגיבים היטב למצוא אפשרות מותאמת אישית שעובדת עבורם.
"מחקר זה מדגים את הכוח של שילוב שיטות חישוביות וניסוייות באמצעות שיתוף פעולה הדוק כדי לענות על שאלות ביולוגיות מורכבות ולחשוף תובנות בלתי צפויות", אמר עזיזי, שהוא חבר במכון אירווינג לדינמיקת סרטן, במרכז הסרטן המקיף של הרברט אירווינג, ובקולומביה של קולומביה מכון למדעי נתונים. "הממצאים שלנו לא רק שופכים אור על מנגנונים העומדים בבסיס תגובת אימונותרפיה מוצלחת בלוקמיה, אלא גם מספקים מפת דרכים לפיתוח טיפולים יעילים בהדרכת כלי למידת מכונות חדשניים."
"לראות את הממצאים שלנו מאומתים באמצעות ניסויים פונקציונליים היא מרגשת להפליא ומציעה תקווה אמיתית לשיפור אימונותרפיה של סרטן", אמר קמרון פארק, סטודנט לתואר שלישי במעבדת עזיזי, שהנהיגה יחד את המחקר הזה עם קייטי מאורר במעבדת קתרין וו בדנה פרבר מכון סרטן. פארק היה גם מפתח משותף של אלגוריתם דיסקו.
בעתיד המחקר הספציפי הזה, הצוות מתכנן לחקור התערבויות המשפרות את היעילות של DLI תוך התמקדות במודולציה של מיקרו -סביבת הגידול. אף על פי שמלהיב, יש לעשות הרבה יותר עבודה לפני שהצוות יוכל לפנות לניסויים קליניים בתקווה לשפר את התוצאות עבור חולים עם AML שנחזרו.