シモンズがんセンター、MDアンダーソンががん免疫を予測するための人工知能手法を開発:ニュースルーム

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ネオ抗原の写真

MHC-II(赤)とT細胞受容体(TCR、青)およびCD4(水色)との相互作用によるT細胞免疫応答の活性化。 CD4とMHC-IIは、それぞれT細胞と抗原提示細胞によって発現されるタンパク質であり、TCRによる抗原の認識を支援します。

DALAS- 2021年9月23日-サウスウェストメディカルセンターとMDアンダーソンがんセンターのデータ研究者は、新抗原と呼ばれるがん細胞によって生成された細胞表面ペプチドが免疫系から認識されるかどうかを特定できる人工知能技術を開発しました。

pMTnet技術、詳細はオンラインで 自然の機械の知性、癌の予後と免疫療法への潜在的な反応を予測する新しい方法につながる可能性があります。

王タオ博士による写真

タオ・ワン博士

「どの新抗原がT細胞受容体に結合し、どれが不可能な成果のように思われないかを決定する。 しかし、機械学習によって、私たちは進歩を遂げています」と、人口およびデータサイエンスのアシスタントであり、ハロルドシモンズ総合がんセンターおよび南西南西部の宿主保護遺伝学センターの上級著者であるタオワン博士は述べています。

癌細胞のゲノムの突然変異は、それらの表面に異なる新抗原を示す原因になります。 これらの新抗原のいくつかは、免疫T細胞によって認識されます。免疫T細胞は、癌や外来の侵入者の兆候を探し、免疫系によって癌細胞を破壊することを可能にします。 しかし、他のものはT細胞には見えないように見え、癌が制御不能に成長することを可能にします。

「免疫系にとって、新抗原の存在は正常細胞と腫瘍細胞の最大の違いの1つです」と、タオワン研究所の博士課程の学生であるXieZhangとの最初の共著者であるTianshiLuは述べています。アート、バイオインフォマティクス、および生物統計学。腫瘍形成、転移、予後、およびさまざまな種類の癌の治療に対する反応に対する腫瘍免疫学の影響の研究。 「どの新抗原が免疫応答を刺激するかを理解できれば、その知識をさまざまな方法で癌と戦うことができます」とルー氏は述べた。

どの新抗原がT細胞によって認識されるかを予測する能力は、研究者がカスタマイズされた癌ワクチンを開発したり、より良いT細胞ベースの治療法を設計したり、患者が他のタイプの免疫療法にどれだけうまく反応するかを予測したりするのに役立ちます。 しかし、何万もの異なる新抗原があり、どれがT細胞応答を誘発するかを予測する方法は、時間がかかり、技術的に困難で、費用がかかることが証明されています。

国立衛生研究所(NIH)とテキサス癌予防研究研究所(CPRIT)からの助成金の支援を受けて、より良い機器を探して、研究チームは機械学習を求めました。 彼らは、3つの異なるコンポーネントの既知の結合または非結合の組み合わせからのデータを使用して、pMTnetと名付けた詳細な学習アルゴリズムをトレーニングしました。 基本的な組織適合性複合体(MHC)と呼ばれるタンパク質で、癌細胞の表面に新抗原を提示します。 およびT細胞受容体(TCR)は、新抗原-MHC複合体の認識に関与します。 次に、アルゴリズムは、結合または非結合の新抗原性T細胞受容体ペアを実験的に特定した30の異なる研究によって開発されたデータセットに対してテストされました。 この実験は、新しいアルゴリズムが高レベルの精度を持っていることを示しました。

研究者は、この新しいツールを使用して、11,000を超える原発腫瘍からの情報を格納する公開データベースであるCancer GenomeAtlasにカタログ化された新抗原への洞察を収集しました。 pMTnetは、新抗原は通常、腫瘍関連抗原よりも強い免疫応答を誘発することを示しました。 また、どの患者が免疫チェックポイント阻害に対してより良い反応を示し、より良い全生存期間を持っているかを予測します。

「免疫学者として、現在免疫療法が直面している最も重要な障害は、治療目的でこれらのペアを使用するために、どの抗原がどのT細胞によって認識されるかを決定する能力です」と著者のアレクサンダールーベン博士は述べています。 MDアンダーソンの胸と首。 「PMTnetは現在の代替案を上回り、その目標に大幅に近づきました。」

この研究に貢献した他のUTSW研究者には、James Zhu、Yungwang Wang、Xue Xiao、LinXuが含まれていました。 この作業に貢献したMDアンダーソンの他の科学者には、Peixin Jiang、Chantale Bernatchez、John V. Heymach、およびDon L.Gibbonsが含まれます。 NYU LangoneHealthのDr.JunWangもこの作業に貢献しました。

南西部のサウスウェストサイモンズがんセンターとMDアンダーソンがんセンターは、米国国立がん研究所との51の排他的な包括的なセンターの1つであり、米国国立ヒトゲノム研究所との共同でがんのゲノムアトラスプロジェクトを監視しています。」 。 この研究は、NIH(grants 5P30CA142543 / TWおよびR01CA258584 / TW)、CPRIT(RP190208 / TW)、MD Anderson(Lung Cancer Moon Shot)、MD Anderson University Cancer Foundation、Waun Ki Hong Lung Cancer Research Fund、Exon 20Groupによってサポートされました。肺がんとの闘いのためのレクサナ財団。

UTサウスウエスタンメディカルセンターについて

国内有数の学術医療センターの1つであるUTサウスウエスタンは、革新的な生物医学研究と卓越した臨床ケアおよび教育を統合しています。 機関の教員は6つのノーベル賞を受賞しており、全米科学アカデミーの25人のメンバー、全米医学アカデミーの16人のメンバー、ハワードヒューズ医学研究所の14人の研究者が含まれています。 2,800人を超える専任教員が革新的な医学の進歩に責任を負い、研究を新しい臨床治療に迅速に変換することに取り組んでいます。 南西部の南西部の医師は、117,000人以上の入院患者、360,000人以上の緊急症例に、約80の専門分野でケアを提供し、年間300万人近くの外来患者を監視しています。

アンダーソン博士のために

ヒューストンにあるテキサス大学アンダーソン校のがんセンターは、がんのケア、研究、教育、予防に焦点を当てた世界で最も尊敬されているセンターの1つとしてランク付けされています。 この施設の唯一の使命は、世界中の患者とその家族の癌を終わらせることです。 MDアンダーソンは、国立がん研究所(NCI)によって特定された51の包括的ながんセンターの1つです。 アンダーソン博士は、US News&WorldReportのBestHospitalsの研究で、がん治療で第1位にランクされています。 1990年に研究が開始されて以来、癌を治療する国内で最初の2つの病院の1つとしてランク付けされており、過去18年間で最初の15回にランク付けされています。 アンダーソン博士は、国立衛生研究所のNCIから腫瘍学センターを支援するための助成金を受け取ります(P30CA016672)。



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