Possibile svolta nella diagnosi e nella cura del cancro!
Ricercatori svizzeri hanno sviluppato un algoritmo di Intelligenza Artificiale in grado di identificare le cellule immunitarie più adatte nel colpire le cellule neoplastiche. Questo metodo può rivoluzionare l’immunoterapia cellulare, permettendo di combattere molto più efficacemente molte forme di cancro.
Cos’è il modello predittivo TRTPred e come funziona
Grazie all’Intelligenza Artificiale (IA) gli sperimentatori hanno messo a punto un modello predittivo in grado di identificare le cellule immunitarie più efficaci nell’attaccare ed eliminare i tumori. In parole semplici, è un sistema progettato per potenziare sensibilmente l’efficacia dell’immunoterapia cellulare, una branca dell’oncologia medica che si basa sul colpire i tumori attraverso l’infusione di cellule immunitarie ingegnerizzate dei pazienti stessi.
Il nuovo modello, chiamato TRTPred, riesce ad individuare quelle più competenti nell’eliminare le masse tumorali, come evidenziato dagli esperimenti preclinici condotti su modelli murini.
Ciò può rappresentare una vera e propria svolta nella lotta contro diverse forme di cancro, alcune delle quali resistenti ai trattamenti chemio e radioterapici.
Una ricerca tutta svizzera
A sviluppare il nuovo modello predittivo basato sull’IA, in grado di identificare le migliori cellule immunitarie per uccidere i tumori, è stato un team di ricerca svizzero guidato da scienziati del Dipartimento di oncologia dell’Ospedale universitario di Losanna (CHUV), dell’Università di Losanna (UNIL) e del Centro di Ricerca sul Cancro Agora, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi del Dipartimento di Diagnostica dell’Ospedale Universitario di Ginevra e dello Swiss Cancer Center Leman.
I ricercatori, guidati dal professor Alexandre Harari del Ludwig Institute for Cancer Research, hanno messo a punto il modello TRTPred dopo aver analizzato la reattività al tumore di centinaia di recettori delle cellule T (TCR) ottenuti da pazienti con melanoma metastatico, un tumore della pelle molto aggressivo.
I linfociti T, una popolazione specifica di globuli bianchi, sono l’esercito del sistema immunitario che, tra le altre funzioni, attaccano e distruggono cellule infettate da virus o batteri e cellule tumorali. Quelle che colpiscono internamente i tumori si chiamano cellule T infiltranti il tumore (TIL), ma non tutte sono egualmente reattive e capaci di distruggerli. Molte sono infatti inattive. L’obiettivo dei ricercatori era proprio quello di individuare i linfociti T più attivi grazie all’IA, permettendo un’immunoterapia cellulare molto più efficace e mirata di quella compiuta con cellule T generiche.
Grazie al modello TRTPred i ricercatori non solo sono in grado di rilevare quali sono le popolazioni di cellule T più reattive contro il tumore, dopo aver estratto un campione biologico dal paziente, ma attraverso un ulteriore algoritmo riescono ad individuare anche quelle che vi si legano più fortemente, chiamate “ad alta avidità”.
Questi linfociti T infiltranti il tumore “super reattivi” vengono, infine, selezionati in sottogruppi con un ulteriore filtro, al fine di poter colpire il maggior numero di antigeni diversi sulla stessa massa tumorale.
La combinazione del TRTPred con i due filtri algoritmici prende il nome di MixTRTPred, come indicato in un comunicato stampa dei ricercatori che hanno messo a punto il modello predittivo.
I risultati preclinici
La sua efficacia è stata dimostrata in test su modelli murini nei quali erano stati fatti crescere tumori costituiti di cellule umane (xenotrapianti).
Per prima cosa hanno analizzato i recettori delle cellule T infiltranti il tumore, andando a caccia con l’IA dei linfociti con i recettori più reattivi, in grado di legarsi in modo più potente alle cellule tumorali e con la capacità, quindi, di colpire più antigeni.
Successivamente hanno ingegnerizzato i linfociti T per esprimere queste caratteristiche (profilo TCR) e li hanno reinfusi nei topi per verificarne l’efficacia.
I risultati hanno dimostrato che queste cellule immunitarie, selezionate dall’IA, erano in grado di eliminare le cellule tumorali nei roditori.
“Questo metodo promette di superare alcune delle carenze dell’attuale terapia basata sui TIL, soprattutto per i pazienti affetti da tumori che oggi non rispondono a tali terapie. I nostri sforzi congiunti porteranno alla luce un tipo completamente nuovo di terapia con cellule T”, ha dichiarato il professor George Coukos, direttore del Ludwig Institute for Cancer Research e coautore dello studio.
“L’implementazione dell’intelligenza artificiale nella terapia cellulare è nuova e potrebbe rappresentare un punto di svolta, offrendo nuove opzioni cliniche ai pazienti”, gli ha fatto eco il professor Harari.
I ricercatori sperano di poter passare presto alla sperimentazione clinica sull’uomo, nella quale dovranno essere dimostrate sicurezza ed efficacia della nuova tecnica.
I dettagli della ricerca sono stati pubblicati in un articolo sulla rivista scientifica Nature Biotechnology.
Cos’è l’intelligenza artificiale?
L’intelligenza artificiale è un ramo dell’informatica che permette di fornire caratteristiche umane alle macchine, attraverso la progettazione di programmi hardware e software. L’IA si serve di numerosi algoritmi per modellare un comportamento intelligente, con un intervento umano minimo. E’ una disciplina nata ufficialmente nel 1956 e presenta un potenziale di applicazione in quasi tutti i campi della medicina. Grandi quantità di dati vengono analizzati da questi sistemi intelligenti per velocizzare i tempi di diagnosi e aumentarne la precisione analitica in modo impressionante.
L’Intelligenza Artificiale in oncologia
“L’intelligenza artificiale è un nuovo strumento che sempre più prepotentemente viene usato in medicina e in particolare nell’oncologia – afferma Rossana Berardi, direttrice della Clinica Oncologica – Università Politecnica Azienda ospedaliera Marche -. Il nuovo modello è in una fase preclinica il cui scopo specifico è individuare le cellule immunitarie per attaccare e distruggere quelle tumorali. Per potenziare l’immunoterapia cellulare usiamo dei farmaci, la sfida è rendere questa operazione sempre più precisa. Lo studio potrà avere applicazione in futuro, per individuare cellule più mirate”.
L’obiettivo dei ricercatori era, appunto, quello di individuare i linfociti T più competenti, grazie all’IA, permettendo un’immunoterapia cellulare molto più efficace e mirata di quella eseguita con generiche cellule T.
“Per ora è attuato sui modelli di animale, sui topi – termina la d.ssa Berardi -, ma potrebbe essere applicabile anche all’uomo“.
L’Intelligenza Artificiale viene utilizzata soprattutto nell’oncologia radiologica per analizzare delle immagini mediche attraverso computer sofisticati
Dopo l’analisi delle immagini, l’algoritmo fornisce informazioni sui tumori, anche su quelli che non sono rilevabili attraverso la semplice osservazione dell’operatore. Poi, costruisce un modello predittivo per quantificare il rischio del singolo paziente.
Per esempio, sono stati sviluppati sistemi di Intelligenza Artificiale per aiutare i patologi a distinguere tra tumori prostatici benigni e maligni. In questo caso è stato dimostrato che l’IA svolge un’analisi delle immagini più specifica e accurata rispetto agli osservatori umani.
Quindi l’IA è da considerare, assieme alla biopsia liquida, un formidabile strumento per la diagnosi precoce dei tumori.
Articoli su Intelligenza Artificiale e oncologia
https://www.oncolife.it/in-prima-linea/lintelligenza-artificiale-applicata-alla-medicina/
Fonti
https://www.eurekalert.org/news-releases/1043806 (comunicato stampa ricercatori)
https://www.nature.com/articles/s41587-024-02232-0 (articolo immunoterapia e IA)
https://www.youtvrs.it/tumori-possibile-svolta-con-lintelligenza-artificiale/