AI descubre genes del olfato vinculados a resultados de cáncer

Un equipo de investigadores de la Universidad de Oxford ha utilizado recientemente la inteligencia artificial (AI) para descubrir un posible vínculo entre el cáncer de colon y la expresión de genes específicos que detectan olores. Como informa Phys.org, investigadores de la Universidad de Oxford y la Universidad de Zúrich han descubierto recientemente, con la ayuda de un modelo de AI, que la expresión de genes específicos que detectan olores dentro de las células de cáncer de colon indica una mayor probabilidad de resultados peores.

Los genes se expresan cuando la información que se encuentra en nuestro ADN se utiliza para crear moléculas como las proteínas. La expresión génica a menudo controla cuántas proteínas se crean y cuándo se crean, actuando como interruptores de encendido y apagado. Los seres humanos tienen aproximadamente 400 genes responsables de nuestro sentido del olfato, pero, crucialmente para el estudio, estos genes también se expresan en otras partes del cuerpo, además de la nariz. Si estos genes del olfato se expresan, significa que las instrucciones para estos genes se están leyendo y llevando a cabo. Al hacer cambios en las células, los científicos pueden manipular el nivel en el que los genes se expresan y se utilizan.

El estudio que se publicó recientemente en Molecular Systems Biology fue liderado por la Dra. Heba Sailem del Instituto de Ingeniería Biomédica y la Universidad de Oxford. Sailem y sus colegas investigadores examinaron cómo se organizan las células en el cuerpo, con el objetivo de estudiar cómo el cáncer conduce a la pérdida de la estructura del tejido en el cuerpo. Para desarrollar terapias efectivas, los científicos deben entender qué genes desempeñan un papel en la alteración del tejido. El equipo de investigación empleó algoritmos de visión por computadora para detectar cambios en la organización de las muestras de células. El modelo de AI se le proporcionó datos de imagen recopilados por microscopía robótica, que contiene millones de imágenes de células de cáncer de colon.

El equipo de investigación luego experimentó reduciendo la expresión de cada gen en las células individuales de cáncer de colon. Después de que se aplicaron perturbaciones a los genes y su expresión disminuyó, los investigadores encontraron que los genes que detectan olores parecen estar fuertemente correlacionados con cómo se alinean y se dispersan las células. Parecía que reducir la expresión de los genes del olfato podría controlar la dispersión de las células al reducir su capacidad para moverse. Por otro lado, la motilidad de las células podría aumentarse al tener niveles de expresión más altos de los genes del olfato en cuestión.

Sailem explicó que los genes del olfato son como un “sexto sentido” que las células de cáncer pueden utilizar para encontrar su camino fuera del entorno del tumor, que es tóxico, y dispersarse a otras regiones del cuerpo del paciente. Sailem continuó explicando lo importante que fue la AI en este descubrimiento. El modelo de AI utilizado por los investigadores pudo aumentar significativamente la velocidad a la que se llevó a cabo la investigación. El modelo de AI, después de ser entrenado en una gran base de datos de funciones y apariencias de genes, puede automatizar la tarea de identificar ciertos tipos de células en las imágenes. Sailem explicó:

“Utilizando el sistema de AI desarrollado, ahora podemos aprender mucho más de estos experimentos y acelerar la identificación de genes que alteran la estructura de los tejidos en el cáncer.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), la tecnología de edición de genes, es la forma principal de reducir los niveles de expresión génica de los aproximadamente 20.000 genes en la célula para estudiar cómo la expresión génica impacta las células de cáncer. Cuando se combina con avances en la tecnología de edición de genes, la investigación realizada por Sailem y sus colegas podría permitir nuevos métodos para identificar los roles que diferentes genes desempeñan en diferentes tipos de cáncer, lo que podría permitir nuevos tipos de terapias.