Tekoäly löytää haju-geenejä, jotka liittyvät syöpätuloksiin

Oxfordin yliopiston tutkijaryhmä on äskettäin käyttänyt tekoälyä löytääkseen mahdollisen yhteyden paksusuolen syövän ja tiettyjen haju-geenien ilmentymisen välillä. Phys.org:n mukaan Oxfordin yliopiston ja Zürichin yliopiston tutkijat ovat äskettäin, tekoälymallin avustuksella, löytäneet, että tiettyjen haju-geenien ilmentyminen paksusuolen syöpäsoluissa osoittaa korkeamman todennäköisyyden huonommille tuloksille.

Geenejä ilmentyy, kun DNA:sta löytyvää tietoa käytetään molekyylien, kuten proteiinien, valmistamiseen. Geenien ilmentyminen usein ohjaa, kuinka monta proteiinia valmistetaan ja milloin ne valmistetaan, toimien ikään kuin päälle/pois-kytkiminä. Ihmisillä on noin 400 geeniä, jotka ovat vastuussa huummeistamme, mutta tässä tutkimuksessa olennaisesti, nämä geenit ilmentyvät myös kehon muissa osissa kuin nenässä. Jos nämä haju-geenit ilmentyvät, se tarkoittaa, että näiden geenien ohjeet luetellaan ja noudatetaan. Tekijät voivat muuttaa soluja ja vaikuttaa siihen, kuinka paljon geenejä ilmentyy ja käytetään.

Tutkimus, joka on julkaistu Molecular Systems Biology -lehdessä, johti Dr. Heba Sailem Insitute of Biomedical Engineeringistä ja Oxfordin yliopistosta. Sailem ja hänen tutkijatoverinsa tutkivat, kuinka solut kehossa järjestäytyvät, pyrkien tutkimaan, kuinka syöpä johtaa kudoksen rakenteen menetykseen kehossa. Tehokkaiden hoitomenetelmien kehittämiseksi tutkijoiden on ymmärrettävä, mitkä geenit vaikuttavat kudoksen muutokseen. Tutkijaryhmä käytti tietokoneen näköalgoritmeja havaitsemaan muutoksia solunäytteiden järjestelmässä. Tekoälymalli sai kuvadataa robotin mikroskoopista, joka sisälsi miljoonia paksusuolen syöpäsolujen kuvia.

Tutkijaryhmä kokeili sitten vähentämällä jokaisen geenin ilmentymistä yksittäisissä paksusuolen syöpäsoluissa. Kun geenien ilmentymistä vähennettiin, tutkijat löysivät, että haju-geenit näyttävät olevan vahvasti yhteydessä siihen, kuinka solut järjestäytyvät ja leviävät. Näytti siltä, että haju-geenien ilmentymisen vähentäminen voisi mahdollisesti hillitä solujen leviämistä vähentämällä niiden liikkumiskykyä. Toisaalta solujen liikkuvuutta voitiin lisätä korkeampien haju-geenien ilmentymistason avulla.

Sailem selitti, että haju-geenit ovat kuin “kuudes aisti”, jonka avulla syöpäsolut voivat löytää tien ulos myrkyllisestä kasvaimaympäristöstä ja levitä muihin potilaan kehon osiin. Sailem jatkoi selittämällä, kuinka tärkeää tekoäly oli tässä löydössä. Tekoälymalli, jota tutkijat käyttivät, pystyi suuresti nopeuttamaan tutkimuksen toteutusta. Tekoälymalli, joka oli koulutettu suurella tietokannalla geenien toiminnasta ja ulkonäöstä, pystyi automaattisesti tunnistamaan tiettyjä solutyyppejä kuvissa. Sailem selitti:

“Kehittämämme tekoälyjärjestelmän avulla voimme nyt oppia enemmän näistä kokeista ja nopeuttaa geenien tunnistamista, jotka muuttavat kudosten rakennetta syövässä.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) on geeni-editointiteknologia, jota käytetään vähentämään geenien ilmentymistä noin 20 000:sta solun geeneistä tutkimaan, kuinka geenien ilmentyminen vaikuttaa syöpäsoluihin. Yhdistettynä geeni-editointiteknologian edistymiseen Sailemin ja hänen kollegoidensa tekemä tutkimus voisi mahdollistaa uusia menetelmiä eri syöpätyyppien geenien roolien tunnistamiseksi, mikä voisi mahdollistaa uusia hoitomenetelmiä.