Projektbeschreibung
Die Rolle der Mikroumgebung von Melanomen bei der Antwort auf die Immuntherapie
Tumore sind räumlich organisierte Anordnungen bestimmter Zelltypen mit Phänotypen, die durch die Koexpression mehrerer Proteine definiert sind. Die immunologische Tumormikroumgebung spielt bei den Wechselwirkungen zwischen Immunzellen und Stromazellen eine zentrale Rolle und bestimmt so über den Krankheitsfortschritt und das Ansprechen auf die Therapie. Vor kurzem wurde eine Plattform zur Multiplex-Ionenstrahl-Bildgebung vorgestellt, die es ermöglicht, 40 Proteine mit intakten Gewebeabschnitten gleichzeitig in subzellulärer Auflösung abzubilden. Das EU-finanzierte Projekt ImageMelanoma schlägt vor, diese Plattform nun zu nutzen, um die immunologische Tumormikroumgebung anhand von mehreren Dutzend Proben zu erforschen und ihre Funktion beim Ansprechen auf unterschiedliche Immuntherapien zu bestimmen. In seiner Studie wird das Projektteam Melanomprofile erstellen, um die Mechanismen der Organisation von immunologischen Tumormikroumgebungen zu entschlüsseln, neue experimentelle Instrumente für die Nachverfolgung und das Barcoding tausender Tumorzellen entwickeln und auf maschinellem Lernen beruhende Algorithmen zur Datenanalyse einsetzen.
Ziel
Immunotherapies targeting immune regulators are revolutionizing cancer treatment, most prominently in melanoma, but only for a subset of patients. While it is known that the immune tumor microenvironment (iTME) plays a vital role in this process, there is limited understanding on how distinct tumor, immune and stroma cells interact as a system to collectively define progression and response to treatment, and there is no biomarker to predict patient response. Tumors are spatially organized ecosystems that are comprised of distinct cell types, each of which can assume a variety of phenotypes defined by coexpression of multiple proteins. To underscore this complexity, and move beyond single cells to multicellular interactions, it is essential to interrogate cellular expression patterns within their native context in the tissue.
We have recently pioneered MIBI-TOF (Multiplexed Ion Beam Imaging by Time of Flight), a novel platform that enables simultaneous imaging of forty proteins within intact tissue sections at subcellular resolution. We propose to (1) Use MIBI-TOF to chart the iTME in dozens of clinical samples from melanoma patients and delineate its function in response to different immunotherapies. (2) Profile murine melanoma tumors to elucidate genetic and temporal mechanisms that drive iTME organization in vivo. (3) Develop new experimental tools for tracing and barcoding thousands of cells to decouple the effects of tumor genetics and the immune microenvironment on tumor organization and clonal dynamics. (4) Develop machine-learning-based algorithms to analyze this novel data and facilitate accessibility of the scientific community to high-dimensional imaging to study human malignancies.
This proposal applies state-of-the-art imaging technology and computation to unravel design principles of the iTME in melanoma, with a grand goal to reveal basic principles in tumor immunology and improve treatment and diagnostics.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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