'AI 항암제' 뇌종양세포를 면역세포로 바꿔 생존율 75% 급증, 임상시험 돌입

USC의 Keck School of Medicine은 AI 기술을 사용하여 뇌암 세포를 면역 세포로 전환하여 교모세포종 마우스 모델의 생존 가능성을 75% 향상시켰습니다. 교모세포종(GBM)은 가장 흔하고 치명적인 뇌암으로, 높은 공격성, 높은 재발률 및 낮은 생존율로 알려져 있으며, 진단 후 환자의 평균 기대 수명은 약 1년에 불과합니다.

1.교모세포종은 수막종에 이어 두 번째로 흔한 뇌종양으로, 연간 10만명당 약 3건이 발생합니다.

2. 치료하지 않으면 생존 기간은 대개 3개월에 불과하며 진단 후 5년 동안 생존하는 환자는 10% 미만입니다.
3. 그리고 교모세포종은 여러 가지 이유로 치료가 매우 어렵습니다.
4. 면역치료는 다른 암에도 효과가 있지만, 교모세포종은 혈액뇌장벽(BBB)으로 인해 면역세포가 도달하기 어렵고 뇌손상을 일으킬 수도 있다.

   

이러한 의학적 문제에 직면한 USC(University of Southern California)의 Keck School of Medicine의 학자들은 국립 보건원(NIH)의 지원을 받아 인공 지능을 사용하여 일련의 새로운 연구를 수행했습니다. 세포의 운명을 조절하는 기술 - 암세포를 면역세포로 전환시킵니다.

1. 연구원들은 인공 지능을 사용하여 교모세포종 세포의 유전자를 식별하고 재프로그래밍하여 주변 암세포를 효과적으로 표적으로 삼아 파괴하는 수지상 세포(DC)로 전환할 수 있다는 사실을 발견했습니다.
2. 교모세포종 마우스 모델에서 이 접근법은 생존 확률을 75% 증가시켰습니다. 이 연구 결과는 미국 암 연구 협회(American Association for Cancer Research)가 발행하는 저널인 Cancer Immunology Research에 최근 게재되었습니다.

   

   1. 논문 주소: https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-23-0721
3. 이 새로운 연구에서 연구팀은 인공 지능을 사용하여 다음과 같은 인간 GBM 세포 그룹을 찾았습니다. DC 세포로 형질전환된 유전자는 유전 물질을 바이러스 벡터에 삽입하여 GBM 환자에게 전달할 수 있습니다.
4. David Tran 박사는 연구의 주요 저자이며 신경외과 및 신경과 부교수이자 Keck 의과대학 신경종양학과 과장이며 USC Norris 종합 암 센터 및 뇌종양 센터를 이끌고 있습니다. .

   

   "이 획기적인 연구는 인공 지능의 힘을 활용하여 교모세포종 세포를 면역 활성화 세포로 변환함으로써 암 면역 요법에 큰 발전을 가져왔습니다"라고 David Tran 박사는 말했습니다.
   "암 자체 세포를 역전시킴으로써 우리는 보다 효과적인 치료의 길을 닦고 이 암과 다른 많은 공격적인 암과 싸우는 환자들에게 새로운 희망을 제공하고 있습니다."

제어 세포 수지상 세포의 운명은 활성화에 매우 중요합니다. 면역 반응, 항원을 포착하여 다른 면역 세포에 제시합니다.

수지상 세포의 3D 모델 수지상 세포는 암세포와 같은 항원을 샘플링하고 이를 T 세포 군단을 포함한 다른 면역 세포에 제시하여 면역 반응을 활성화하는 데 중심적인 역할을 합니다.

이전 연구에서는 수지상 세포가 GBM과 싸울 수 있다는 것이 밝혀졌지만 연구자들은 아직 수지상 세포가 혈액뇌관문을 넘어 종양에 들어갈 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 찾지 못했습니다.

그래서 연구팀은 종양 내 기존 암세포를 재프로그래밍하여 이 엄청난 어려움을 우회했습니다.

그러나 특이성은 중요한 고려 사항입니다.

“우리는 모든 종류의 세포를 수지상 세포로 전환시키는 물질을 환자에게 주사하고 싶지 않습니다.”라고 Tran 박사는 말했습니다.

연구팀은 인공 지능의 높은 컴퓨팅 성능을 활용하여 수만 개의 유전자와 수백만 개의 유전자 간 연결을 심층 분석하는 기계 학습 시스템을 개발했습니다.

이 방법은 표적 교모세포종 세포를 정확하게 식별한 다음 이를 수지상 세포와 유사한 유전자 조합으로 재프로그래밍할 수 있습니다.

이 과정은 복잡하고 극도로 어려울 뿐만 아니라 인공 지능의 개입으로 이 발견 과정이 크게 가속화되었습니다.

이 방법의 효과를 검증하기 위해 연구팀은 교모세포종 마우스 모델을 대상으로 수많은 실험을 진행했습니다.

그들은 유전적으로 재프로그램된 교모세포종 세포가 생쥐의 면역 반응을 크게 향상시키고 종양 성장을 효과적으로 억제하며 생쥐의 생존을 연장할 수 있다는 것을 발견했습니다.

다른 면역요법과 함께 사용할 경우 GBM 세포를 재프로그래밍하면 마우스 모델의 면역 반응과 생존을 크게 향상시킬 수 있습니다.

면역관문치료와 병용하면 생존 확률이 75% 증가했으며, 기존 DC 백신과 병용하면 생존 확률이 두 배로 늘어났습니다. 그러나 어떤 치료법도 GBM 환자의 생존 가능성을 증가시키지 않습니다.

Tran은 "인공지능은 암과의 싸움에서 주요 문제를 해결하는 데 도움을 주며 세포 운명을 조작하는 강력한 방법을 제공합니다."

실험실에서 임상까지

현재 연구는 여전히 동물 모델에 있지만 그러나 이 획기적인 결과는 교모세포종의 임상 치료에 무한한 가능성을 가져왔습니다.

생쥐를 대상으로 한 개념 증명 연구 외에도 연구자들은 인공 지능 시스템을 사용하여 인간 교모세포종 세포를 수지상 세포 유사 세포로 변형시키는 인간 유전자 세트를 식별했습니다.

연구팀은 다음에 이러한 유전자 조합을 미세 조정하고 이를 무해한 바이러스 벡터로 포장하여 동물 모델에서 추가적인 안전성과 유효성 테스트를 수행할 계획이라고 밝혔습니다.

Tran은 "우리는 환자에게 테스트할 때 가능한 최상의 조합을 찾는 데 도움이 되도록 검색을 확장하고 인공 지능을 사용하기를 희망합니다."

이 접근 방식이 안전하고 효과적이라고 간주된다면 이는 교모세포종 모델의 결과가 개선되었음을 의미합니다. 의도하지 않은 부작용 없이.

방법이 안전하고 효과적이라고 판단되면 팀은 몇 년 내에 환자를 대상으로 한 임상 시험을 시작할 수 있도록 승인을 신청할 것입니다.

또한 연구팀은 인공 지능 모델을 사용하여 다른 유형의 암 세포를 재프로그래밍할 수 있는 더 많은 유전자 조합을 탐색하고 더 많은 유형의 암 치료를 위한 새로운 아이디어와 방법을 제공하기를 희망합니다.

그들은 인공 지능과 유전 공학의 완벽한 결합을 통해 인간이 암 치료의 더 많은 열쇠를 풀고 더 많은 환자에게 희망을 줄 수 있다고 믿습니다.

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