AI objevila čichové geny spojené s výsledky rakoviny

Tým výzkumníků z Oxfordské univerzity nedávno pomocí AI objevil potenciální spojení mezi rakovinou tlustého střeva a expresí specifických čichových genů. Jak uvádí Phys.org, výzkumníci z Oxfordské univerzity a Univerzity v Curychu nedávno, s pomocí modelu AI, objevili, že expresie specifických čichových genů v buňkách rakoviny tlustého střeva indikuje vyšší pravděpodobnost horších výsledků.

Geny jsou exprimovány, když je informace obsažená v naší DNA použita k vytvoření molekul, jako jsou proteiny. Exprimace genů často řídí, kolik proteinů je vytvořeno a kdy jsou vytvořeny, fungují jako přepínače zapnuto/vypnuto. Lidé mají přibližně 400 genů zodpovědných za náš čich, ale pro studii je důležité, že tyto geny jsou exprimovány i v jiných částech těla, kromě nosu. Pokud jsou tyto čichové geny exprimovány, znamená to, že instrukce pro tyto geny jsou čteny a prováděny. Vědci mohou manipulovat s úrovní, na které jsou geny exprimovány a použity, změnou buněk.

Studie, která byla nedávno publikována v Molecular Systems Biology, byla vedena Dr. Hebou Sailem z Institutu biomedicínského inženýrství a Oxfordské univerzity. Sailem a další výzkumníci zkoumali, jak jsou buňky v těle organizovány, s cílem studovat, jak rakovina vede ke ztrátě struktury tkáně v těle. Aby mohli vyvinout účinné terapie, musí vědci pochopit, které geny hrají roli v změně tkáně. Výzkumný tým použil algoritmy počítačového vidění k detekci změn v organizaci buněčných vzorků. Model AI byl napájen obrazovými daty shromážděnými robotickou mikroskopií, která obsahuje miliony obrazů buněk rakoviny tlustého střeva.

Výzkumný tým poté experimentoval snížením exprimace každého genu v jednotlivých buňkách rakoviny tlustého střeva. Po aplikaci perturbací na geny a snížení jejich exprimace zjistili, že čichové geny jsou silně korelovány s tím, jak buňky alignují a šíří. Zjistilo se, že snížení exprimace čichových genů by mohlo potenciálně kontrolovat šíření buněk snížením jejich schopnosti pohybu. Na druhé straně mohla být motilita buněk zvýšena vyššími úrovněmi exprimace čichových genů.

Sailem vysvětlila, že čichové geny jsou jako “šestý smysl”, který rakovinné buňky mohou použít k nalezení cesty ven z toxického prostředí tumoru a šíření do jiných oblastí těla pacienta. Sailem dále vysvětlila, jak důležitá byla AI při tomto objevu. Model AI použitý výzkumníky mohl výrazně zvýšit rychlost, s níž byl výzkum proveden. Model AI, po školení na velké databázi funkcí a vzhledu genů, může automatizovat úkoly identifikace určitých typů buněk v obrazech. Sailem vysvětlila:

“Pomocí vyvinutého systému AI 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 exprimace přibližně 20 000 genů v buňce, aby se studoval dopad exprimace genů na rakovinné buňky. V kombinaci s pokroky v technologiích editace genů by výzkum provedený Sailem a kolegy mohl umožnit nové metody identifikace rolí různých genů v různých typech rakoviny, což by mohlo umožnit nové typy terapií.