Professor Morten Nielsen

Computermodeller baner vejen for bedre kræftvacciner

torsdag 24 jun 21

Kontakt

Morten Nielsen
Gruppeleder, Professor
DTU Sundhedsteknologi
45 25 24 25

Professor Morten Nielsen, DTU Sundhedsteknologi, udvikler algoritmer og modeller, der er essentielle for at kunne lave bedre cancervacciner og mere effektiv medicin.

Ifølge WHO er cancer en af de primære dødsårsager på verdensplan. I 2020 døde næsten 10 millioner personer af kræft på verdensplan, og i Danmark siger statistikken at en ud af tre vil få kræft inden de fylder 75 år.

Heldigvis overlever flere og flere en kræftdiagnose. For at opretholde denne tendens skal vi fortsætte med at forbedre vores viden om hvordan immunsystemet fungerer. Jo bedre vi forstår det, desto bedre kan vi blive til at behandle f.eks. kræftsygdomme.

”Vi ved, at patienter reagerer forskelligt på en given sygdom og den efterfølgende behandling. Forskellen stammer fra vores immunsystem, som er individuelt for den enkelte person, og påvirket af arv såvel som miljø. På den ene side har vores genom betydning for, hvordan vi reagerer på forskellige sygdomme, og på den anden side påvirker tidligere infektioner og de bakterier, som vi har været udsat for gennem livet, også immunforsvaret”, fortæller Morten Nielsen.

"Vores modeller kan hjælpe til at forudsige, hvordan den enkelte patient vil reagere på en given behandling"
Professor Morten Nielsen

Computermodeller forudsiger patientens reaktion

De sidste 15-20 år har forskerne været i stand til at lave computermodeller, der kan modellere og forudsige, hvordan den enkelte patient reagerer på en given infektion og en given behandling ud fra patientens genom.

Professor Morten Nielsen har bidraget væsentligt til dette felt med sin forskning indenfor immunoinformatik og maskinlæring.

”Vi kan med vores computermodeller med høj nøjagtighed forstå og beskrive forskelle mellem dit og mit immunsystem baseret på vores viden om den enkelte persons HLA molekyler (Human Leukocyte Antigen), og vores modeller kan hjælpe til at forudsige, hvordan den enkelte patient vil reagere på en given behandling”, siger Professor Morten Nielsen.

Alle mennesker har forskellige HLA molekyler, der har betydning for vores individuelle immunreaktioner. Det betyder, at en effektiv behandling vil være forskellig fra person til person. Vi har altså et unikt mønster for hver patient, og det et dette mønster, som computermodellerne kan hjælpe med at forudsige. Læs mere om HLA molekyler og vores immunsystem nederst i denne artikel.

På vej mod bedre cancervacciner

Morten Nielsen forklarer, at hans computermodeller spiller en vigtig rolle i udviklingen af cancervacciner. Ideen bag cancervacciner er, at de booster immunsystemet, så det kan genkende og fokusere alle kræfter på at bekæmpe den specifikke cancer. En cancervaccine består i princippet af peptider, som er små stykker nedbrudt protein, med cancermutationen i sig, men for at vaccinen har en effekt skal det være de helt rigtige peptider, der passer til den enkelte patients immunrespons. Her kan computermodellerne hjælpe med at udvælge de rette peptider.

Lang vej til fuld forståelse

”Cancervacciner vil være en enestående behandling af kræft, hvis vi får dem til at virke efter hensigten”, siger Morten Nielsen, og fortsætter, ”Vi har kun forstået måske 1/3 af det, der definerer det personlige immunrespons. Der er mange flere komponenter. Der findes f.eks. mange forskellige peptider, der kan binde til HLA og fremvises på overfladen af en celle, men det er kun nogle bestemte, der giver det rette immunrespons. Hvorfor ved vi ikke. Når man fremstiller en cancervaccine kan man nemt forestille sig, at man vælger det forkerte peptid, som ikke giver det ønskede stærke immunrespons. En del cancervacciner virker f.eks. kun på få procent af patienterne uden vi ved præcis hvorfor. Der er lang vej igen,” ræsonnerer Professor Morten Nielsen.

Professoren er dog fortrøstningsfuld, og tror fuldt og fast på, at vi kan komme til at forstå meget mere om vores krop og immunrespons ved at arbejde videre med feltet og ved hjælp af digitale løsninger. Han siger: ”Den største udfordring er i min optik at forstå, hvad forskellen er på de peptider, der giver et stærkt immunrespons og de der ikke gør. Hvad driver T-cellen, når den afsøger cellernes overflader for mutationer, og hvorfor vælger den et peptid frem for et andet? Man kan sammenligne det med at rejse til Månen versus at rejse til Mars. Vi er allerede lykkedes med at rejse til Månen, hvilket er en stor bedrift i sig selv, men sat i perspektiv er det kun et lille skridt i forhold til at skulle sætte fod på Mars” afslutter Professor Morten Nielsen.

Foto: Professor Morten Nielsen (foto af: Jesper Scheel)

Om immunsystemet

Immunsystemet findes i vores kropsvæsker, dvs. uden for cellerne, hvor det er afhængigt af at få viderebragt information om eventuelle problemer inden i cellerne, som skal bekæmpes. Det hjælper Human Leukocyte Antigen (HLA) molekylerne med ved at vise et slags snapshot af, hvad der foregår inden i cellen. HLA molekylerne findes på overfladen af alle celler. Helt specifikt nedbrydes proteinerne fra genomet i en celle til peptid-fragmenter og bindes til HLA molekylerne på cellens overflade.

Kræftceller har mutationer i genomet, som f.eks. betyder, at de deler sig for hyppigt. Disse særegne mutationer, der ikke findes i de raske celler, kan aflæses på overfladen af cellen af T-cellerne, der kan beskrives som immunsystemets soldater. T-cellerne reagerer når de opdager noget fremmed i kroppen, og starter et angreb. Selvom vores immunsystem er fantastisk til at finde og nedkæmpe celler med skadelige mutationer, opdages cancerceller i nogle tilfælde ikke i tide, og vi udvikler f.eks. en kræfttumor.

Det er her en cancervaccine vil kunne hjælpe med at fokusere immunsystemet til at bekæmpe kræften. Først skal vi dog forstå endnu mere om hvordan vores immunsystem fungerer.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.