NAPOLI – Un biomarcatore per capire in anticipo se l’immunoterapia per combattere il melanoma funzionerà. Riuscendo a stabilire dove si trovano esattamente le cellule immunitarie e quali sono le loro interazioni all’interno del melanoma, è possibile predire la risposta all’immunoterapia. E tutto questo utilizzando l’Intelligenza Artificiale. Sono i risultati di una ricerca che ha esaminato 42 biopsie pretrattamento di pazienti con melanoma avanzato, attraverso un pannello di immunofluorescenza multipla a 28 marcatori.
Illuminare le cellule
È stata utilizzata una tecnologia che permette di “illuminare” simultaneamente diverse popolazioni cellulari nello stesso campione, identificando quali cellule immunitarie sono presenti, dove si trovano nel tessuto tumorale e come interagiscono tra loro. Così i ricercatori hanno potuto mappare con precisione la distribuzione delle cellule nel microambiente tumorale e correlare questi schemi con gli esiti clinici, individuando configurazioni cellulari associate a una migliore o peggiore risposta all’immunoterapia.
I risultati dello studio SECOMBIT, presentati a Napoli in occasione della XVI edizione del Melanoma Bridge e della XI edizione dell’Immunotherapy Bridge, mostrano tutte le potenzialità dell’alleanza tra biologia spaziale e Intelligenza Artificiale, promettendo di rendere la cura del melanoma metastatico personalizzata e predittiva.
La biologia spaziale
“Sappiamo che l’immunoterapia non funziona su tutti i pazienti. La biologia spaziale può aiutare a capirlo in anticipo. Si tratta di una disciplina all’avanguardia che unisce microscopia avanzata e analisi molecolare. Siamo riusciti a mappare con precisione millimetrica la posizione e le interazioni delle cellule immunitarie all’interno del microambiente tumorale – spiega Paolo Ascierto, professore ordinario di Oncologia all’Università Federico II di Napoli, presidente della Fondazione Melanoma Onlus e direttore dell’Unità di Oncologia Melanoma, Immunoterapia Oncologica e Terapie Innovative dell’Istituto Pascale di Napoli e autore principale dello studio –. In pratica, non abbiamo guardato solo quante cellule sono presenti, ma soprattutto dove si trovano e come comunicano tra loro. Questa visione spaziale è fondamentale per comprendere le dinamiche immunitarie del tumore”.
L’Intelligenza Artificiale per esaminare i dati
Sui monitor dei laboratori di ricerca appaiono luci di diversi colori che rivelano le interazioni tra le cellule immunitarie e il microambiente tumorale. Una moltitudine di dati da esaminare che richiederebbe molto tempo per essere esaminata. Ma l’Intelligenza Artificiale rende tutto più veloce. “L’IA è stata addestrata per riconoscere schemi cellulari e molecolari complessi, riuscendo a correlare i dati istologici con gli esiti clinici – specifica Ascierto –. In sostanza, l’IA ha imparato a prevedere quali pazienti potranno beneficiare meglio delle diverse combinazioni terapeutiche”.
Lo studio
I ricercatori hanno analizzato tre approcci terapeutici e per ciascuno hanno identificato specifiche combinazioni di cellule e le loro interazioni che si correlano a risultati clinici migliori o peggiori. In base alla geografia del tumore hanno risposto meglio i pazienti che presentavano cellule T (i “soldati” immunitari che distruggono le cellule tumorali) con particolari marcatori (CD8 PD-L1+ e CD4 ICOS+). È risultata ancora più alta la sopravvivenza quando i “soldati” armati con il marcatore PD-1+ si trovavano sul margine invasivo del tumore, specialmente se interagiscono con le cellule T CD4 PD-L1+.
I ricercatori hanno anche esaminato i macrofagi, le cellule del sistema immunitario che, inizialmente, possono combattere il tumore, ma che, in alcuni casi, le cellule tumorali possono riprogrammare per favorire la crescita, la vascolarizzazione, l'evasione immunitaria e le metastasi. “Abbiamo visto – spiega Ascierto – che, se i macrofagi si trovano ai margini del tumore, il paziente sta peggio. L’IA può capire tutti questi meccanismi e darci il risultato”.
La medicina predittiva
Lo studio SECOMBIT rappresenta un passo avanti verso una medicina di precisione predittiva, in cui per la prima volta la biologia spaziale e l’IA lavorano insieme ai ricercatori. Un metodo che nel tempo aiuterà ad individuare in tempi più rapidi la terapia personalizzata per il paziente, portando, accanto a un beneficio per la salute, anche un taglio dei costi delle cure. “Oggi la biologia spaziale viene usata in importanti laboratori italiani e stranieri e il mio gruppo ha contribuito a svilupparla – conclude Ascierto -. L’integrazione di queste tecnologie innovative consente di comprendere più a fondo le dinamiche immunitarie del tumore e anticipare i benefici delle combinazioni terapeutiche”.