KI-gesteuerter Atlas zeigt, wie Mundfibroblasten die strukturelle Immunität regulieren

Forscher am VCU Massey Comprehensive Cancer Center leiten eine internationale Studie, die das Verständnis der immunregulatorischen Natur menschlichen Gewebes vorantreibt und bahnbrechende Erkenntnisse darüber liefert, wie Fibroblasten als zentrale Regulatoren der strukturellen Immunität im Mund fungieren.

Als Titelgeschichte der allerersten Ausgabe von Cell Press Blue zeigen Kevin Matthew Byrd, DDS, Ph.D., Mitglied des Krebsbiologie-Forschungsprogramms bei Massey und Assistenzprofessor für orale und kraniofaziale Molekularbiologie an der VCU School of Dentistry, und Jinze Liu, Ph.D., Forschungsmitglied bei Massey und Professor in der Abteilung für Biostatistik an der VCU School of Public Health, wie die Ergebnisse die Grundlage für eine gezielte Modulation von bilden Fibroblastenaktivität bei Fibrose, Krebs und Autoimmunität.

Byrd und Liu beschreiben, wie Fibroblasten, die traditionell als strukturelle Stützzellen angesehen werden, auch wichtige regulatorische Rollen übernehmen, die zur Verbesserung der Gesundheitsergebnisse, einschließlich Krebs, genutzt werden können. Durch die gezielte Nutzung gemeinsamer Stroma-Immun-Kommunikationsnetzwerke über andere Barriereorgane hinweg könnten neue Therapiestrategien möglich werden.

Wir glauben, dass dies tatsächlich ein wirklich wichtiges Merkmal für den Rest des Lebens ist. Einigen Studien zufolge werden bis 2030 etwa 30–40 % aller menschlichen Todesfälle auf Fibrose zurückzuführen sein.“

Kevin Matthew Byrd, DDS, Ph.D., Mitglied des Krebsbiologie-Forschungsprogramms bei Massey

Die im Projekt enthaltenen Daten, ein einzigartiger, KI-gesteuerter Atlas, integrieren räumliche Proteotranskriptomik auf Einzelzellen und auf zwei Plattformen und ermöglichen es Forschern, einen Blick auf einen einzigartigen KI-gestützten Atlas seiner Art zu werfen, der Einzelzellsequenzierung mit räumlicher Proteotranskriptomik auf zwei Plattformen integriert. Dadurch können Forscher die Zusammenhänge zwischen chronischen Entzündungskrankheiten, Autoimmunerkrankungen und mehreren Krebsarten und mehreren Krebsarten untersuchen, um zu verstehen, ob es welche gibt könnten einzigartige Möglichkeiten zur Krebsbekämpfung sein.

Die Veröffentlichung stellt außerdem AstroSuite vor, ein KI-gestütztes Toolkit, das ein interoperables Rechengerüst für die integrierte Einzelzellen- und räumliche Analyse bietet. AstroSuite unterstützt den Atlas und ermöglicht eine skalierbare, reproduzierbare räumliche Biologie über Gewebe und Krankheitskontexte hinweg. AstroSuite vereint mehrere Bioinformatik-Tools, darunter TACIT, das Byrd und Liu letztes Jahr in Nature Communications erstmals vorstellten.

„Wir haben mit diesem Einzelzell-Sequenzierungsansatz begonnen, aber parallel dazu auch mräumlich-multiomische Sequenzierungsansätze eingesetzt“, sagte Byrd. „AstroSuite wurde zu einer unverzichtbaren Technologie, bei der wir Technologien übereinander stapelten und es uns ermöglichten, unterschiedliche Cluster auf eine Weise abzubilden, die wir mit einer Technologie allein nicht durchschauen könnten.“

AstroSuite und verwandte Technologien bilden das Rückgrat des Startup-Unternehmens, das letztes Jahr von Byrd und Liu aus VCU hervorgegangen ist.

VCU fungiert neben der Queen Mary University of London als zentraler Koordinierungsstandort für diese internationale, multiinstitutionelle Studie und fügt zusätzliche Gewebeproben und Forschungsergebnisse von Partnern an der University of North Carolina, der Duke University, dem Wellcome Sanger Institute, dem Mildred-Scheel Early Career Center for Cancer Research, dem Universitätsklinikum Würzburg, den National Institutes of Dental and Craniofacial Research, der University of Pennsylvania, der University of Cambridge und der University of Groningen hinzu.

Für Byrd ist die internationale Zusammenarbeit ein Grund zum Stolz. „Diese Forscher und Universitäten wollten Teil der Studie sein, da sie an das glaubten, was wir finden würden, und sie wollten den Atlas nutzen, den wir der wissenschaftlichen Gemeinschaft öffentlich zugänglich machen. Wir möchten, dass diese Forschung die Entdeckung beschleunigt.“

„Wir versuchen, das Beste aus mehreren Welten, verschiedenen Disziplinen, Werkzeugen und Technologien, die Teil dieser Labore sind, zu nutzen und hoffentlich die Wissenschaft schneller voranzubringen. Wir wollen Fortschritte sehen, und wir wissen, dass dies nicht in einem Labor allein passieren wird.“

Quellen: