Bax Lindhardt

Analyse af celledata åbner for individuel kræftbehandling

fredag 21 jan 22
|
af Marianne Vang Ryde

Kontakt

Christina Bligaard Pedersen
Gæst
DTU Sundhedsteknologi

Tema om sundhedsteknologi

Siden 2010 er antallet af ingeniører i sundhedsvæsenet steget med 22 procent, så der i 2019 var 553 ingeniører direkte ansat i sundhedsvæsenet. I et tema om sundhedsteknologi skriver DTU om udviklingen inden for blandt andet medicinsk billedteknologi, kunstig intelligens og sensorer og bærbart udstyr. Teknologi som understøtter lægerne, åbner for hurtigere diagnostik og behandling, og løfter kvaliteten.

Udforskning af enkeltceller i brystkræftvæv kan på sigt føre til, at man kan udpege de brystkræftpatienter, der kan få gavn af immunterapi.

For Christina Bligaard Pedersen er kræft ikke kun en modbydelig sygdom, der tilfældigt rammer hver tredje af os, men også en kæmpe matrix af tal på computerskærmen, som hun forsøger at finde mønstre i. Hun er bioinformatiker og tæt på at afslutte sit ph.d.-studium på DTU Sundhedsteknologi, men er samtidig tilknyttet Afdeling for Genomisk Medicin på Rigshospitalet. Og de mange tal kommer fra vævsprøver taget fra patienter, der er blevet diagnosticeret med brystkræft.

"At gå fra tal i en matrix til at se et tydeligt mønster og tænke, at netop det kunne være en hjælp for nogen, det er nærmest magisk."
Ph.d.-studerende Christina Bligaard Pedersen, DTU Sundhedsteknologi

Fra hospitalet får hun celler oprenset fra patienters kræftknuder og oversat til rækker af tal. Hun ser måske 1.000 celler og 20.000 gener i en kæmpe tabel og leder så ved hjælp af et computerværktøj efter celler, der minder om hinanden. Hvilke er mest ens, og hvilke er mest forskellige? Ved at svare på disse spørgsmål kan hun finde frem til en underopdeling og en viden om, hvilken celletype der er dominerende i den enkelte patients tumor.

Datamængden vokser

Brystkræft kan antage mange former, og patienternes væv er heller ikke ens. Derfor sigter forskningen på at kunne underopdele patienterne i subtyper og koble hver type med den behandling, man har erfaret, virker bedst.

”Vi kigger på den transkriptomiske profil af tumoren, det vil sige, hvilke gener der bliver udtrykt i de enkelte celler. Hvis man finder nogle, som overudtrykker et bestemt gen, der eksempelvis fører til uhæmmet vækst af cellerne, så kan man overveje, om det på sigt er muligt at målrette et lægemiddel, der specifikt imødegår dette,” siger Christina Bligaard Pedersen, der uddyber:

”Derudover kan man opnå en dybere indsigt i tumorens sammensætning: En tumor kan indeholde 90 pct. af én type celler og 10 pct. af en anden. Og hvis behandlingen kun får fat i de 90 pct., så er der frit slag for de 10 pct. til at fortsætte spredningen.”

En del af de værktøjer, Christina bruger, er baseret på matematiske løsninger, der blev præsenteret for årtier siden. Men området udvikler sig kolossalt i disse år, ikke mindst fordi der hele tiden genereres mere data:

”Tidligere var der måske ét datapunkt for en hel tumor. Nu kan vi have punkter for 1.000 enkeltceller. Derfor kan vi også lave meget mere komplicerede analyser. Men det giver samtidig enorme udfordringer. Man må bruge flere matematiske værktøjer kombineret med statistik for at fortolke de mange data. Det er det, bioinformatikere som mig er specialister i. Vi vil dog aldrig kunne give endegyldige svar, og vi kommer ikke til at erstatte lægerne. Alt, hvad jeg finder ud af, skal bruges som en støtte til lægens beslutning om behandling,” siger Christina Bligaard Pedersen.

Nye værktøjer

Som ingeniør er Christina ikke kun interesseret i at finde en måde at understøtte lægens beslutninger på. Hun har også arbejdet med at udvikle nye it-analyseværktøjer. Hun har således fundet en metode til at sammenligne forskellige datasæt, som burde ligne hinanden, men ikke rigtig gør det.

Hvis man f.eks. måler genekspression på de samme data på to forskellige måder, så skulle det jo gerne give det samme resultat. Men på grund af tekniske forskelle i metoderne er resultaterne måske ikke umiddelbart sammenlignelige. Ved at udnytte eksisterende matematiske modeller og kombinere dem på nye måder har Christina vist, at det godt kan lade sig gøre at sammenligne måledataene en til en. Og dette detektivarbejde har ført til et helt konkret it-værktøj, som nu ligger til fri afbenyttelse. 

Værktøjet er tiltænkt forskere og klinikere, der ønsker at gøre datasæt indsamlet over længere tid direkte sammenlignelige. Det kunne eksempelvis være i forbindelse med kliniske forsøg eller ved sammenligning af data fra en ny patientgruppe med et større, offentligt tilgængeligt datasæt.    

Immunterapi til brystkræftpatienter

I februar 2020 fik Christina et af Uddannelses- og Forskningsministeriets EliteForsk-rejsestipendier. Men straks derefter lukkede pandemien ned for al rejseaktivitet, så først i starten af 2022, når hun har afsluttet sin ph.d., kan hun komme af sted til Harvard Medical School i Boston, der er verdensførende inden for enkeltcelle-RNA-sekventering. Her skal hun være i to måneder og arbejde videre med kræft og enkeltcelleanalyser.

Derefter har hun en postdoc-ansættelse på DTU indtil sommer, hvor hun skal arbejde med en del af ph.d.-planerne, som hun ikke nåede på grund af coronanedlukningen, nemlig om man ved at se på enkeltcellerne kan forudsige, hvilke brystkræftpatienter der kunne have gavn af immunterapi.

Kræftceller kan tilegne sig evnen til at nedjustere immunforsvaret, og hvis man kan se, at en celle har fået den egenskab, kan man måske finde måder at vække immunforsvaret på. I nogle tilfælde kan immunforsvaret dog slet ikke genkende cancervævet som farligt, og så vil det måske ikke give mening, fordi immunterapien ikke vil føre til nogen immunreaktion alligevel. Christinas forskning skal være med til at finde måder at udpege de tilfælde, hvor det vil kunne hjælpe at skubbe til immunforsvaret med immunterapi.

”Jeg kommer aldrig til at løse kræftens gåde eller finde det ultimative medikament mod sygdommen, men det er meget tilfredsstillende, at jeg gennem mit talnørderi kan bidrage til at bringe os nærmere en mere individuel kræftbehandling med bedre virkning og færre bivirkninger. At gå fra tal i en matrix til at se et tydeligt mønster og tænke, at netop det kunne være en hjælp for nogen, det er nærmest magisk,” siger Christina Bligaard Pedersen.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.