Integrerad VISualisering av Intra-TumörHeterogenitet
- Diarienummer
- BD15-0095
- Start- och slutdatum
- 170101-220901
- Beviljat belopp
- 26 322 289 kr
- Förvaltande organisation
- Karolinska Institutet
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Moderna skräddarsydda individanpassade cancerbehandlingar (personalized medicine) misslyckas fortfarande i många patienter på grund av genetiska, epigenetiska och fenotypiska variationer i tumören, dvs intra-tumörheterogenitet (ITH). Således finns ett akut behov av att utveckla både experimentella- och beräkningsmetoder som tillförlitligt kan identifiera heterogenitet och konvertera ITH-data till meningsfull och värdefull klinisk kunskap. Här tar vi oss an den utmaningen genom att integrera avancerade sekvenserings- och mikroskopitekniker med avancerade beräkningsalgoritmer för att visualisera ITH i prostatacancerprover (iVISITH). Först integrerar vi digital 3D patologi med avancerade sekvensbaserade metoder för spatiellt upplösta kartor över DNA-sekvenser, antal DNA-kopior, DNA-metylering, DNA-tillgänglighet och RNA-expression. Sedan kombinerar vi state-of-the-art beräkningsmetoder för att utföra effektiv bearbetning och analys av den bild- och sekvensdata som erhållits. Slutligen tillämpar vi topologisk dataanalys för att minska komplexiteten och möjliggöra visualisering av högdimensionell ITH data för patologer och kliniker. Detta projekt kommer att ha stor inverkan på både den tekniska fronten och inom den kliniska cancervården, placera Sverige i spetsen för det framväxande området spatiellt upplöst ’omics’ samt skapa den patientnära avancerade tekniska infrastruktur och databehandling som är nödvändig för framgångsrik individanpassad cancerbehandling i Sverige.
Populärvetenskaplig beskrivning
Under de senaste årtiondena har många framstående cancercenter runtom i världen börjat utveckla behandlingsprogram som baseras på begreppet ’personalized cancer medicine’ som innebär att behandlingen skräddarsys för patientens unika cancer snarare än att man behandlar all cancer av en viss typ på samma sätt. Trots stora satsningar inom området så misslyckas många riktade behandlingar hos ett stort antal patienter, troligtvis på grund av att den individuella cancern utgör ett eget mycket komplext ekosystem bestående av milliontals celler med olika genetiska och funktionella egenskaper. Dessa egenskaper varierar både över tiden, till följd av att cancern utvecklas eller vid svar på behandling, men även spatiellt i olika delar av tumören eller i olika metastaser. Denna enorma variation, eller så kallad ’intra-tumörheterogenitet’ (ITH), har stor betydelse för hur och om tumören kommer att svara på behandling, samt om den kommer att bilda livshotande metastaser eller ej. Därför är det brådskande att utveckla nya pålitliga metoder som kan mäta och visualisera ITH och sedan omvandla informationen till nytta för behandlande läkare. I detta projekt antar vi den utmaningen genom att samla ett unikt interdisciplinärt forskarteam bestående av kliniker, teknikutvecklare, cancerforskare, beräkningsbiologer och data-specialister. Genom att kombinera avancerade beräkningsalgoritmer med olika högteknologiska tekniker som vi utvecklat på SciLifeLab för att mäta ITH i tumörer från kliniken hoppas vi kunna tillgängliggöra information om ITH till läkarna, vilket i sin tur kan leda till förbättrade skräddarsydda cancerbehandlingar i framtiden. Genom att koppla samman klinisk expertis vid Karolinska universitetssjukhuset med avancerad teknisk infrastruktur och databehandling på SciLifeLab kommer projektet leda till att Sverige kan vara i framkant för individbaserad cancerbehandling. Tackvare projektets globala relevans och innovativa tekniker kommer det i framtiden även bidra till att stärka Sveriges internationalla konkurenskraft inom bioteknologisk utveckling.