AI objevila geny odpovědné za čich, které jsou spojeny s výsledky rakoviny

Tým výzkumníků z Oxfordské univerzity nedávno použil umělou inteligenci k objevení potenciální souvislosti mezi kolorektálním karcinomem a expresí specifických genů odpovědných za čich. Podle zpráv na Phys.org výzkumníci z Oxfordské univerzity a Univerzity v Curychu nedávno, s pomocí modelu umělé inteligence, objevili, že exprese specifických genů odpovědných za čich v buňkách kolorektálního karcinomu indikuje vyšší pravděpodobnost horších výsledků.

Geny jsou exprimovány, když je informace obsažená v naší DNA použita k výrobě molekul, jako jsou proteiny. Exprese genů často řídí, kolik proteinů je vytvořeno a kdy jsou vytvořeny, fungují jako přepínače zapnuto/vypnuto. Lidé mají přibližně 400 genů odpovědných za naše smysl pro čich, ale pro studii je důležité, že tyto geny jsou exprimovány také v jiných částech těla, kromě nosu. Pokud jsou tyto geny odpovědné za čich exprimovány, znamená to, že instrukce pro tyto geny jsou čteny a prováděny. Vědci mohou manipulovat úrovní, na které jsou geny exprimovány a použity, změnami v buňkách.

Studie, která byla nedávno publikována v Molecular Systems Biology, byla vedena Dr. Hebou Sailem z Institutu biomedicínského inženýrství a Oxfordské univerzity. Sailem a jeho kolegové zkoumali, jak jsou buňky v těle organizovány, s cílem studovat, jak rakovina vede ke ztrátě struktury tkáně v těle. Aby mohli vyvinout účinné terapie, vědci musí pochopit, které geny hrají roli v alteraci tkáně. Výzkumný tým použil algoritmy počítačového vidění k detekci změn v organizaci buněčných vzorků. Model umělé inteligence dostal obrazová data shromážděná robotickou mikroskopií, která obsahuje miliony obrazů buněk kolorektálního karcinomu.

Výzkumný tým poté experimentoval snížením exprese každého genu v jednotlivých buňkách kolorektálního karcinomu. Po aplikaci perturbací a snížení exprese genů zjistili, že geny odpovědné za čich jsou silně korelovány s tím, jak buňky seřazují a šíří. Zdá se, že snížení exprese genů odpovědných za čich by mohlo potenciálně kontrolovat šíření buněk snížením jejich schopnosti pohybovat se. Na druhou stranu by mohla být mobilita buněk zvýšena vyšší expresí genů odpovědných za čich.

Sailem vysvětlil, že geny odpovědné za čich jsou jako “šestý smysl”, který rakovinné buňky mohou použít k nalezení cesty ven z toxického prostředí tumoru a šíření do jiných částí těla pacienta. Sailem dále vysvětlil, jak důležitá byla umělé inteligence při tomto objevu. Model umělé inteligence použitý výzkumníky mohl výrazně zvýšit rychlost, s níž byl výzkum proveden. Model umělé inteligence, po školení na velké databázi genových funkcí a vzhledů, může automatizovat úkol identifikace určitých typů buněk v obrazech. Sailem vysvětlil:

“Pomocí vyvinutého systému umělé inteligence můžeme nyní získat mnohem více informací z těchto experimentů a urychlit identifikaci genů, které mění strukturu tkáně v rakovině.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), technologie editace genů, je primárním způsobem, jak snížit úroveň exprese přibližně 20 000 genů v buňce, aby se studoval dopad exprese genů na rakovinné buňky. V kombinaci s pokroky v technologiích editace genů by výzkum provedený Sailemem a jeho kolegy mohl umožnit nové metody identifikace rolí, které různé geny hrají v různých typech rakoviny, což by mohlo umožnit nové typy terapií.