AI löytää haju-geneettisiin yhteyksiin syöpätuloksiin liittyvät geenit

Oxfordin yliopiston tutkijaryhmä on äskettäin käyttänyt AI:ta löytääkseen mahdollisen yhteyden paksusuolensyövän ja tiettyjen hajuaistin geenejen ilmentymisen välillä. Kuten Phys.org raportoi, Oxfordin yliopiston ja Zürichin yliopiston tutkijat ovat äskettäin, AI-mallin avustuksella, löytäneet, että tiettyjen hajuaistin geenejen ilmentyminen paksusuolensyöpäsoluissa osoittaa suuremman todennäköisyyden huonoille tuloksille.

Geenit ilmenevät, kun DNA:sta löytyvää tietoa käytetään molekyylien, kuten proteiinien, tuottamiseen. Geenien ilmentyminen ohjaa usein sitä, kuinka monta proteiinia tuotetaan ja milloin ne tuotetaan, toimien päälle/pois-kytkiminä. Ihmisillä on noin 400 geenia, jotka vastaavat hajuaistista, mutta tässä tutkimuksessa olennaisesti, geenit ilmenevät myös kehon muissa osissa kuin nenässä. Jos nämä hajugeenit ilmenevät, se tarkoittaa, että näiden geenejen ohjeet luetaan ja toteutetaan. Tekemällä muutoksia soluihin, tutkijat voivat manipuloida geenejen ilmentymistason.

Äskettäin julkaistu tutkimus Molecular Systems Biology -julkaisussa johti Dr. Heba Sailem Insitute of Biomedical Engineeringistä ja Oxfordin yliopistosta. Sailem ja hänen tutkijatoverinsa tutkivat, miten kehon solut järjestäytyvät, tavoittena tutkia, miten syöpä johtaa kudoksen rakenteen menetykseen kehossa. Tehokkaiden hoitomenetelmien kehittämiseksi tutkijoiden on ymmärrettävä, mitkä geenit vaikuttavat kudoksen muutokseen. Tutkijaryhmä käytti tietokoneen näköalgoritmeja havaitsemaan muutoksia solunäytteiden järjestämisessä. AI-malli sai kuvadataa robotin mikroskoopin avulla, joka sisälsi miljoonia paksusuolensyöpäsolujen kuvia.

Tutkijaryhmä kokeili sitten vähentämällä jokaisen yksittäisen paksusuolensyöpäsolun geenejen ilmentymistä. Kun geeneihin kohdistettiin häiriöitä ja niiden ilmentyminen vähentyi, tutkijat totesivat, että hajuaistin geenit näyttävät olevan vahvasti korreloivia solujen järjestäytymisen ja leviämisen kanssa. Näytti siltä, että hajugeenien ilmentymisen vähentäminen voisi mahdollisesti hillitä solujen leviämistä vähentämällä niiden liikkumiskykyä. Toisaalta solujen liikkuvuutta voitiin lisätä korkeampien hajugeenien ilmentymistasojen avulla.

Sailem selitti, että hajugeenit ovat kuin “kuudes aisti”, jonka syöpäsolut voivat käyttää löytääkseen tiensä ulos syövän ympäristöstä, joka on myrkyllinen, ja levittääkseen ne muihin potilaan kehon osiin. Sailem jatkoi selittämällä, kuinka tärkeä AI oli tämän löydön tekemisessä. Tutkijoiden käyttämä AI-malli pystyi suuresti nopeuttamaan tutkimuksen toteutusta. AI-malli, joka oli koulutettu suurella tietokannalla geenejen toiminnasta ja ulkonäöstä, pystyi automaattisesti tunnistamaan tiettyjä solutyyppejä kuvissa. Sailem selitti:

“Kehittämämme AI-järjestelmän avulla voimme nyt oppia paljon enemmän näistä kokeista ja kiihdyttää geenejen tunnistamista, jotka muuttavat kudosten rakennetta syövässä.

CRIPSR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), geenejen muokkaustekniikka, on pääasiallinen tapa, jolla voidaan vähentää geenejen ilmentymistasoja noin 20 000:lle solun geeniin tutkittaessa, miten geenejen ilmentyminen vaikuttaa syöpäsoluihin. Yhdistettynä geenien muokkaustekniikan edistymiseen, Sailemin ja hänen kollegoidensa tekemä tutkimus voisi mahdollistaa uusia menetelmiä eri syöpätyypeissä vaikuttavien geenejen roolien tunnistamiseen, mikä voisi mahdollistaa uusia hoitomenetelmiä.