KI-gestützte Ganzkörper-Analyse von Nerven–Immun–Krebs-Interaktionen bei der Immuntherapieantwort

• Antragsteller: Professor Dr. Ali Ertürk
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Hämatologie, Onkologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 577405586

Krebsmetastasen bleiben die Hauptursache für krebsbedingte Todesfälle. Obwohl moderne Immuntherapien die Behandlung vieler Patient:innen revolutioniert haben, sprechen zahlreiche metastatische Tumoren weiterhin nicht auf diese Therapien an. Eine zentrale, bislang ungelöste Frage ist, warum manche Metastasen auf Immuntherapie reagieren, während andere – sogar innerhalb desselben Patienten – resistent bleiben. Unser Projekt untersucht einen bisher unterschätzten Faktor in diesem Prozess: die Rolle des Nervensystems. Neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine bidirektionale Kommunikation zwischen Nerven und Immunsystem die Tumormikroumgebung, das Tumorwachstum und das Ansprechen auf Therapien beeinflusst. Wir stellen die Hypothese auf, dass die räumliche Nähe von Nerven zu Immun- und Tumorzellen in Mikrometastasen entscheidend dafür ist, ob diese Läsionen auf Immuntherapie reagieren oder resistent sind. Um diese Frage zu beantworten, kombinieren wir modernste experimentelle und computergestützte Verfahren. Mit Ganzkörper-Gewebeclearing und Lichtblattmikroskopie machen wir kleinste Metastasen im gesamten Organismus auf Einzelzellebene sichtbar. KI-gestützte Analysepipelines quantifizieren automatisiert ihre Anzahl, Lokalisation, Innervation und die Bindung therapeutischer Antikörper. Parallel dazu analysieren wir die zelluläre Architektur der micrometastatischen Mikroumgebung mittels hochdimensionaler, multiplexer Immunfluoreszenz. Schließlich prüfen wir funktionell, ob die Blockade nervenabgeleiteter Signale – zum Beispiel mit klinisch zugelassenen Betablockern oder Neuropeptid-Antagonisten – die Wirksamkeit von Immuncheckpoint-Inhibitoren in präklinischen Modellen verbessern kann. Dieses Projekt wird erstmals eine umfassende Ganzkörperkarte der Nerven–Immun–Krebs-Interaktionen in Metastasen erstellen. Die Ergebnisse werden grundlegende Mechanismen der Immuntherapieresistenz aufzeigen und neue therapeutische Angriffspunkte identifizieren, die auf die Nerven–Tumor-Kommunikation abzielen. Langfristig könnte unsere Arbeit den Weg für präzisere, ortsspezifische Therapien ebnen, die die lokale Mikroumgebung einzelner Metastasen berücksichtigen – und so die Überlebenschancen von Patient:innen mit metastasiertem Krebs deutlich verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen