Kunstig intelligens skal løse kreftgåtens utfordringer

Ved hjelp av kunstig intelligens vil forskerne nå også kunne «lese» hva våre immunceller gjenkjenner i kreftcellene. Dette er helt klart et av de mest spennende prosjektene min forskningsgruppe noen gang har vært med på, sier den norske forskeren og professor Johanna Olweus.

Hun og et team av verdensledende forskere skal ta i bruk kunstig intelligens når de nå skal løse en av kreftforskningens største gåter. Dette kan resultere i at vi forstår hvorfor immunterapi, som har revolusjonert behandlingen av kreft det siste tiåret, virker på bare noen pasienter og kreftformer, men ikke virker på andre.

Forskerteamet MATCHMAKERS, som inkluderer Johanna Olweus forskningsgruppe og 11 andre internasjonale grupper, og som er ledet av Michael Birnbaum (MIT, Boston), har nylig mottatt 260 millioner kroner i prestisjetunge Cancer Grand Challenges Awards. 178 team med toppforskere fra hele verden sendte inn sine beste ideer til konkurransen, bare fem kom gjennom det nåløyet, skriver Kreftforeningen.

- Dette er helt klart et av de mest spennende prosjektene min forskningsgruppe noen gang har vært med på. Vi er de første i Norden som noen gang har kommet med på et Cancer Grand Challenge prosjekt, og det er en stor ære og mulighet. Vår kompetanse og bidrag i konsortiet ligger innen basal immunologi, sier Johanna Olweus.

Unike T-celler

Ett av dem var MATCHMAKERS, og forskerteamet har nå samlet et knippe av klodens fremste forskere på avansert bioteknologi, strukturell biologi og kunstig intelligens. Forskerteamet inkluderer også forskere fra Tyskland, Nederland og Storbritannia, og nå skal de se på hvordan immunterapien, og T-cellene, bruker immunforsvaret til å drepe kreftcellene. T-cellen er utstyrt med sensorer som kan oppdage spesielle molekyler på kreftcellene.

Vi mennesker har omtrent 10 millioner unike T-celler som hver har ulike sensorer som gjenkjenner forskjellige molekyler. Bare en liten andel av disse kan gjenkjenne kreftmolekyler, og disse varierer fra pasient til pasient.

- Det er i dag enkelt å finne gensekvensene som koder for en slik sensor (T-cellereseptor) gjennom gensekvensering. Men det er ikke mulig å si hva sensoren gjenkjenner ut ifra kjennskap til sekvensen. Dersom vi blir i stand til det, som er det ultimate målet med prosjektet, kan kunnskapen benyttes til å forstå hvilke pasienter som vil ha nytte av immunterapi, til å velge ut og anrike for immunceller som kan angripe kreften i den enkelte pasient, og i beste fall til å designe nye sensorer som kan gi effektiv og trygg immunterapi for den enkelte pasient, sier Johanna Olweus.

Skal gjenkjenne kreftmolekyler

Forskerteamet tar nå i bruk kunstig intelligens i jakten på å finne ut hvilke sensorer som gjenkjenner hvilke målmolekyler.

Det fins allerede mye kunnskap om hva T-cellene gjenkjenner i infeksjonssykdommer, og forskerne vil mate algoritmene med masse data fra dette feltet. Forventningen er at maskinene kan bruke dette til å se mønstre i hvordan immunceller gjenkjenner målene sine, med overføringsverdi til kreft.

- Vi skal generere store mengder data der vi hvilke målmolekyler sensorene gjenkjenner. Dette har min gruppe spesiell kompetanse på. Slike sensor-målmolekyl par vil så benyttes til å trene KI-algoritmer som ser etter mønstre, sier Johanna Olweus.

Vil komme flere pasientgrupper til nytte

Sigrid Bratlie, molekylærbiolog og strategisk rådgiver i Kreftforeningen, tror prosjektet vil ha stor betydning for flere pasientgrupper.

- Det er ikke rettet mot en enkelt pasientgruppe, og jeg håper dette vil komme flere pasientgrupper til nytte, både innen kreft, infeksjonsmedisin og autoimmune sykdommer, sier hun.

Behandlingen er en forlengelse av immunterapi, som har vært viktig de siste årene. Målet er å forstå hvordan immunforsvaret gjenkjenner fiender, og nå skal det altså gjøres ved hjelp av kunstig intelligens og genteknologi.

- Dette kan egentlig kalles immunterapi 2.0, og innebærer at pasientene får skreddersydd behandling, sier Sigrid Bratlie.  

En enorm verktøykasse

Behandlingen er basert på noe av det samme prinsippet som CAR-T-behandling, der immuncellene utstyres med «øyne». Det er begrenset hva dagens CAR-T kan lete etter, det er foreløpig bare molekylene utenpå cellene som «øynene» kan oppdage. Men ved hjelp av kunstig intelligens vil vi nå også kunne lese hva som befinner seg inni kreftcellene.

Moderne kreftbehandling er målrettet, og ifølge Sigrid Bratlie vil denne forskningen kunne låse opp en enorm verktøykasse for onkologene. Behandlingen er målrettet og spesifikk for de ulike kreftmolekylene. I likhet med andre effektive verktøy, sier hun at det også er utfordringer knyttet til denne formen for avansert behandling.

- Dette er teknisk avansert behandling, som krever god infrastruktur. I tillegg er regulering og krav til godkjenning ekstra omfattende for denne typen behandling, noe som gjør at det tar tid å utvikle. Vi er begeistret for at norske forskere er i verdensfronten på fagfeltet, og at forskningen er så lovende. Dette er en viktig del av fremtidens kreftbehandling, og jeg håper forskerteamet lykkes.