Prof. Dr. Julio Vera González

Laboratory of Systems Tumor Immunology / Department of Dermatology

I am a physicist working in systems and precision medicine applied to cancer and autoimmune diseases. I lead an interdisciplinary team that combines computational modeling, bioinformatics, multi-criteria decision algorithms, and network biology to cancer diagnostics and therapy.

Research projects

  • Molecular data-driven engineering of immunotherapy
  • Omics, network and machine learning-based classification of skin and prostate cancer patients
  • Multi-layered data-based drug repurposing in therapy-resistant cancer patients

Current projects

  • Identification of specific tumour antigens for CAR - cell therapy against uveal melanoma by RNA sequencing and computer-assisted modelling

    (Third Party Funds Single)

    Term: 1. January 2022 - 31. May 2023
    Funding source: Stiftungen

    Inder adoptiven Zelltherapie gegen Krebs werden zunehmend T-Zelleneingesetzt, die durch die Expression eines chimären Antigenrezeptors(CAR-T-Zellen) tumorspezifisch umprogrammiert wurden. CAR-T-Zellengegen hämatologische Tumoren induzierten in mehreren klinischenStudien beeindruckende klinische Regressionen und wurden von der FDAund der EMA zugelassen. Die meisten laufenden Studien konzentrierensich auf die Eliminierung solcher hämatologischer Neoplasien; dieEntwicklung von CAR-T-Zellen gegen solide Tumore ist demgegenüber imRückstand. Dies ist zum Teil auf die mangelnde Tumorspezifitätgeeigneter Antigene zurückzuführen, die von CAR-T-Zellen ins Visiergenommen werden können. Dadurch kann es zuOn-Target/Off-Tumor-Toxizitätkommen, wodurch nicht bösartige Zellen, die das Zielantigen auchexprimieren, unabsichtlich getötet werden.

    ImGegensatz zum kutanen Melanom gibt es keine Standardtherapien fürdas Uveamelanom, die nachweislich das Gesamtüberleben verlängern.Daher ist die Erforschung weiterer Therapieansätze, wie dieCAR-T-Zelltherapie, dringend notwendig. Beim Uveamelanom wird nureine sehr begrenzte Anzahl von Tumorantigenen in (prä-) klinischenStudien mit CAR-T-Zellen eingesetzt. Dies unterstreicht, dass eseinen großen Bedarf gibt, neue wirklich spezifische Antigene aufUveamelanomen zu identifizieren.

    Indem hier vorgestellten Projekt wollen wir eine kombinierte insilico/in vitro Plattformzur Identifizierung neuer tumorspezifischer Antigene auf derZelloberfläche von Uveamelanomen etablieren. Die Plattform wirdmittels eines Rechenalgorithmus Sequenzierungsdaten vonPatientenproben auswerten und aus diesen Informationen Ziele für dieGenerierung neuer CARs vorschlagen, die dann experimentell getestetwerden. Dadurch werden spezifische und bessere CARs gegen dasUveamelanom für klinische Studien verfügbar.

  • Systems medicine of melanoma and autoimmunity in the context of immunotherapy

    (Third Party Funds Single)

    Term: 1. October 2019 - 30. September 2022
    Funding source: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
    URL: https://www.melautim.net

    Immune-checkpointinhibitors have shown clinical activity in advanced melanoma, withsignificant survival benefit and response rates for anti-CTLA-4(19%), anti-PD-1 (36-44%) and combined therapy (58-61%). Whileresponses can be durable, a significant proportion of patients showautoimmune side effects, including autoimmune colitis, hepatitis andmusculoskeletal side effects. Inabout one third of cases patients exhibit side effects in more thanone organ system. In a fraction of the patients autoimmunity ispresent prior the therapy and may exacerbate. To be able to predictthe risk of appearance of these severe autoimmuneside effectswould enable physicians to personalize the anticancer treatment tothe patient and understanding mechanisms of these autoimmunereactions could improve therapy.

    Theaim of the project is to improve our understanding of the molecularand cellular mechanisms underlying the interplay between autoimmunityand cancer, with an interest on the role of predisposing factors inthe appearance or exacerbation of autoimmunity under immunotherapy.The project uses melanoma, inflammatory bowel and rheumatoid diseasesas models. Under the systems medicine paradigm, we will generate invivo/patientdata-based molecular networks and multi-level models accounting forthe mechanisms behind the immune activation involved in theautoimmunity-cancer-immunotherapy axis. Combining data and networkanalysis, computer simulations and model experimentation, we willgenerate molecular and phenotypic signatures accounting for theemergence or enhancement of autoimmunity under checkpointinhibitor therapy, and will correlate these signatures with publishedand denovopatient data. We expect the project to pavethe way towards the translation into clinical practice of systemsmedicine-based methods for monitoring autoimmunity in melanomapatients receiving immunotherapy and establish a basis for rationaletreatment approaches for autoimmunity in cancer patients.

Recent publications

2022

2021

2020

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