Pieter Meysman en Benson Ogunjimi (foto) van de Universiteit Antwerpen ontvangen vandaag de GSK Vaccines Prijs voor hun baanbrekend werk in de immunologie. Aan de hand van artificiële intelligentie waren ze in staat om stukjes DNA in ons immuunsysteem te decoderen die bepalen welke ‘indringers’ ons lichaam herkent. Dat opent fantastische perspectieven om de werkzaamheid van vaccins beter te voorspellen en te meten, en vaccins sneller te ontwikkelen.
De GSK Vaccines Prijs werd uitgereikt door farmabedrijf GSK en de Koninklijke Academie voor Geneeskunde. Een gesprek met beide laureaten.
Ons immuunsysteem beschikt over verschillende soorten T-cellen die elk specifieke virussen of bacteriën herkennen. Deze verzameling aan T-cellen verschilt ook van persoon tot persoon. Met als gevolg dat een vaccin bij de ene persoon beter kan aanslaan dan bij de andere. Sommigen zullen langer beschermd blijven dan anderen of meer neveneffecten ondervinden.
T-cel als actor
Benson Ogunjimi, kinderreumatoloog en immunoloog: “Van vaccinologie over auto-immuniteit tot kankerbehandelingen: steeds meer kijken we naar de T-cel als actor, zeker ook na Covid-19. Tot nu toe gebruikte men de klassieke technologie waarbij de T-cellen gestimuleerd werden met antigenen om de respons te bekijken, bijvoorbeeld via ELISpot. Om cytokines te meten dus waarmee je de activiteit van T-cellen kunt aangeven.”
“Wij gingen zowat tien jaar geleden de T-celreceptor bestuderen die in principe verantwoordelijk is voor de herkenning van de antigenen. Dat kunnen antigenen zijn van virussen, kanker, self-antigens… een breed gala dus. Met de hulp van het team van Pieter (Meysman) zijn we erin geslaagd om via artificiële intelligentie de genetische info te decoderen waarmee T-cellen microben kunnen herkennen.”
“Als mensen gevaccineerd worden, in ons geval met het hepatitis B-vaccin, kijken we naar hun potentieel van T-celreceptoren voordat we vaccineren. Zodat we kunnen inschatten of ze al dan niet snel op het vaccin zullen reageren. Met de klassieke technologie was dat niet mogelijk.”
Welke perspectieven opent dat?
“Decoderen via machinelearning maakt dat we de interpretatie en het voorspellend vermogen in de geneeskunde veel verder kunnen brengen. Zeker binnen de immunologie, een breed terrein. Enerzijds kunnen we zo het design van vaccins verbeteren – een extra laag van voorspellende capaciteit voor de ontwikkeling van een vaccin toepassen; anderzijds komen we zo in clinical trials tot een hogere kwaliteit van readouts. Ten derde kunnen we met de nieuwe wereld van de personalised medicine onder meer gaan voorspellen wie nu baat heeft bij welk vaccin(type). Binnen de kankerimmunologie bijvoorbeeld werken nu al twee van onze doctoraatsstudenten op een kankervaccin.”
Welke toepassingsmogelijkheden zijn haalbaar binnen uw domein?
“Specifiek in mijn domein van de reumatologie nemen we gewrichtsvocht af van reumapatiënten om dat te analyseren aan de hand van T-celreceptorsequencing. Een van de toepassingen daar is om na te gaan waar die mensen artritis hebben ontwikkeld en in welke mate virale infecties daartoe bijdragen als ze een opstoot krijgen. Een andere toepassing is de decodering van lyme artritis via onze technologie. Er komt ook veel meer ruimte via TCR engineering: T-cellen aanpassen en een TCR (T-celreceptor) inbrengen om zo ziektebeelden aan te vallen. Tot slot is er nog een toepassingsgebied voor de behandeling van bepaalde immuunziekten bij de subcutane of intraveneuze toediening van medicijnen. Een deel van onze technologie kan dan vermoedelijk de nevenwerkingen voorspellen van dat product.”
Pieter Meysman, bio-ingenieur die de brug probeert te slaan tussen het biomedische veld en de computerwetenschappen/artificiële intelligentie, is uiteraard ook opgezet met de prijs. “Wij van onze kant ontwikkelen bepaalde algoritmes om biologische data te verwerken. Tien jaar geleden kwam Benson naar ons met deze nieuwe datasoort waarvoor toen nog geen oplossingen bestonden. We legden mee de grondslag voor de nieuwe technologie om tot deep-learningachtige zaken te komen waar nu zoveel aandacht voor bestaat. Heel veel van onze algoritmes worden op supercomputers getraind.”
Wie stuurt wie aan bij jullie samenwerking?
Benson: “We sturen elkaar aan. We zijn een ‘broederschap’ geworden, samen met Kris (Laukens, professor bioinformatica en biodata mining aan de UA, red.). “Dit is een geheel nieuw onderzoeksveld, dat eigenlijk nog maar in de kinderschoenen staat. In de toekomst zal de geneeskunde veel meer gepersonaliseerd zijn. Denk bijvoorbeeld aan een dokter die op basis van jouw T-cel DNA-info kan zien welke ziekte je hebt of welk vaccin je nu nodig hebt voor optimale bescherming.”
“Pieter begrijpt de immunologie bijna zo goed als ikzelf en omgekeerd begrijp ik ook voor een goed stuk high level wat de opties zijn binnen de computerwetenschappen. We zijn gigantisch complementair. We richtten ook een officieus consortium op, Audacis. We werken als één geheel, al zitten we niet op dezelfde plaats.”
Pieter: “Inderdaad, het gaat over een gesmeerde samenwerking waarbij wij zo goed mogelijk de computer- en analysekant voor onze rekening nemen, en Benson meer inzicht heeft in de experimentele en klinische kant. En zo kunnen we allebei wat over alles meespreken.”
Uit deze samenwerking van datawetenschappers en immunologen aan de Universiteit Antwerpen is ook de spin-off ImmuneWatch™ geboren. ImmuneWatch is opgericht om de T-cel technologie, die door de universiteit aan hen is gelicentieerd, dichter bij de praktijk van de medische wereld te brengen.
Uniek ecosysteem
Jamila Louahed, Head of Vaccines Global Research and Development, leidt het onderzoek naar nieuwe vaccins dat bij farmabedrijf GSK in Rixensart (Wallonië) gebeurt. Zij overhandigde mee de prijs aan de twee winnaars. “We beschikken in België over een ecosysteem van onderzoekers, academici en bedrijven dat uniek is in de wereld, en dat tot unieke ontdekkingen kan leiden die de gezondheid van mensen over de hele wereld verbeteren. België is de Silicon Valley van de vaccinwereld, waar fundamenteel onderzoek en applicatie in de praktijk hand in hand gaan. Dit project is een prachtig voorbeeld van waar we als vaccinland toe in staat zijn.”
Juryvoorzitter prof. Brigitte Velkeniers van de Koninklijke Academie voor Geneeskunde: “Het werk van Meysman en Ogunjimi brengt ons belangrijke nieuwe inzichten in de werking van het immuunsysteem en meer bepaald het voorspellen en modelleren van de immuunrespons na vaccinatie. De Academie hoopt dat deze prestigieuze prijs de onderzoeksgroep zal stimuleren om op deze ingeslagen, uitmuntende onderzoeksweg verder te gaan.”
Het geld dat de onderzoekers ontvangen met de GSK Vaccines Prize zal worden aangewend om het onderzoek en lopende projecten verder te ondersteunen. De financiële ondersteuning voor het onderzoek kwam voor het grootste stuk van de UA. Daarnaast was er onder meer ook steun van het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek.
