Labor für generative Einzelzell-immunologie
Dr. Florian Ingelfinger
Das Labor für generative Einzelzell-Immunologie entwickelt und nutzt experimentelle und computergestützte Einzelzelltechnologien, um Diagnostik und Therapie in der Krebsbehandlung zu transformieren.
Einzelzellmethoden ermöglichen die Untersuchung heterogener Systeme wie des menschlichen Immunsystems und der Frage, wie diese im Krankheitsverlauf aus dem Gleichgewicht geraten. Diese Technologien bieten einen leistungsstarken Rahmen, um neue Biomarker zu identifizieren, Krankheitsverläufe zu rekonstruieren und Mechanismen der Immunevasion aufzudecken. Gleichzeitig sind hochdimensionale Einzelzelldaten von Natur aus komplex und werden oft durch technische Variabilität verfälscht, was grundlegende Herausforderungen für die Interpretation, Integration und klinische Translation mit sich bringt.
Unser Labor begegnet dieser Herausforderung durch die Kombination von Einzelzell- und räumlicher Immunprofilierung der nächsten Generation mit generativen Modellen für maschinelles Lernen. Wir entwickeln und wenden Methoden an, um krankheitsrelevante Zustände von Immunzellen aufzuschlüsseln, maladaptive Immunverläufe zu identifizieren, die der Immunevasion und Therapieresistenz zugrunde liegen, und Zell-Zell-Interaktionen über Raum und Zeit hinweg zu quantifizieren.
An der Schnittstelle von Systemimmunologie, computergestützter Biologie und translationaler Onkologie integrieren wir experimentelle Innovationen und quantitative Modellierung, um komplexe Einzelzelldaten in prädiktive und klinisch umsetzbare Erkenntnisse umzuwandeln und so die Präzisionsdiagnostik sowie die rationale Entwicklung von Immuntherapien der nächsten Generation zu unterstützen.
Zukünftige Projekte und Ziele
Wir entwickeln generative KI-Modelle für antikörperbasierte Einzelzelltechnologien wie Durchflusszytometrie und CITE-seq, um eine robuste, skalierbare und klinisch relevante Immunprofilierung in der Onkologie und Hämatologie zu ermöglichen. Diese Modelle reduzieren technische Variabilität, harmonisieren Daten über verschiedene Panels und Instrumente hinweg und erhöhen die Dimensionalität der Assays durch Marker-Imputation. Anhand großer klinischer Zytometriedatensätze erstellen wir Grundmodelle zur Variation von Immunzellen und reichern diese mit Daten aus der Einzelzellgenomik, Morphologie und Proteinkolokalisierung an, um das Verständnis, die Klassifizierung und die Langzeitüberwachung von Krankheiten zu verbessern.
Darüber hinaus wenden wir spatiotemporale Einzelzellgenomik an, um zu untersuchen, wie Immunzellen in Tumore eindringen, innerhalb von Gewebenischen interagieren und im Laufe der Zeit dysreguliert werden. Dies ermöglicht es uns, die Entwicklungsverläufe von Immunzellen und Interaktionsnetzwerke über Raum und Zeit hinweg zu rekonstruieren und so Mechanismen der Immunevasion, Therapieresistenz und des Behandlungsversagens aufzudecken. Zusammen ermöglichen diese Ansätze ein Verständnis des Tumor-Immun-Ökosystems auf Systemebene und unterstützen die rationale Entwicklung verbesserter Immuntherapien.
Dr. Florian Ingelfinger
Juniorgruppenleiter – Partnerstandort Freiburg
Medical Center – University of Freiburg
Ingelfinger Laboratory for Generative Single Cell Immunology