L’IA découvre des gènes liés à l’odorat associés aux résultats du cancer

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Oxford a récemment utilisé l’IA pour découvrir un lien potentiel entre le cancer du colon et l’expression de gènes spécifiques liés à l’odorat. Comme le rapporte Phys.org, les chercheurs de l’Université d’Oxford et de l’Université de Zurich ont récemment, avec l’aide d’un modèle d’IA, découvert que l’expression de gènes spécifiques liés à l’odorat dans les cellules cancéreuses du colon indique une probabilité plus élevée de résultats plus défavorables.

Les gènes sont exprimés lorsque les informations contenues dans notre ADN sont utilisées pour produire des molécules comme les protéines. L’expression des gènes contrôle souvent la quantité de protéines produites et le moment de leur production, agissant comme des interrupteurs marche/arrêt. Les êtres humains ont environ 400 gènes responsables de notre sens de l’odorat, mais plus cruciallement pour l’étude, ces gènes sont également exprimés dans d’autres parties du corps, en dehors du nez. Si ces gènes liés à l’odorat sont exprimés, cela signifie que les instructions pour ces gènes sont lues et mises en œuvre. En modifiant les cellules, les scientifiques peuvent manipuler le niveau d’expression des gènes et leur utilisation.

L’étude récemment publiée dans Molecular Systems Biology a été menée par le Dr Heba Sailem de l’Institut de génie biomédical et de l’Université d’Oxford. Sailem et ses collègues ont examiné comment les cellules du corps sont organisées, dans le but d’étudier comment le cancer entraîne la perte de structure tissulaire dans le corps. Pour développer des thérapies efficaces, les scientifiques doivent comprendre quels gènes jouent un rôle dans l’altération tissulaire. L’équipe de recherche a utilisé des algorithmes de vision par ordinateur pour détecter les changements dans l’organisation des échantillons de cellules. Le modèle d’IA a reçu des données d’images collectées par microscopie robotique, qui contiennent des millions d’images de cellules cancéreuses du colon.

L’équipe de recherche a ensuite expérimenté en réduisant l’expression de chaque gène dans les cellules cancéreuses du colon individuelles. Après que les perturbations aient été appliquées aux gènes et que leur expression ait diminué, les chercheurs ont constaté que les gènes liés à l’odorat semblent être fortement corrélés à la façon dont les cellules s’alignent et se propagent. Il a semblé que la réduction de l’expression des gènes liés à l’odorat pourrait potentiellement contrôler la propagation des cellules en réduisant leur capacité à se déplacer. D’un autre côté, la motilité cellulaire pourrait être augmentée en ayant des niveaux d’expression plus élevés des gènes liés à l’odorat en question.

Sailem a expliqué que les gènes liés à l’odorat sont comme un « sixième sens » que les cellules cancéreuses peuvent utiliser pour trouver leur chemin à l’extérieur de l’environnement tumoral, qui est toxique, et se propager à d’autres régions du corps du patient. Sailem a ensuite expliqué à quel point l’IA était importante pour cette découverte. Le modèle d’IA utilisé par les chercheurs a pu considérablement accélérer la vitesse à laquelle la recherche a été menée. Le modèle d’IA, après avoir été formé sur une grande base de données de fonctions et d’apparences de gènes, peut automatiser la tâche d’identification de certains types de cellules dans les images. Sailem a expliqué :

« En utilisant le système d’IA développé, nous pouvons maintenant apprendre beaucoup plus de ces expériences et accélérer l’identification des gènes qui modifient la structure des tissus dans le cancer.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), la technologie d’édition de gènes, est le moyen principal par lequel les niveaux d’expression des gènes pour les environ 20 000 gènes de la cellule sont réduits pour étudier comment l’expression des gènes affecte les cellules cancéreuses. Lorsqu’elle est combinée avec les progrès de la technologie d’édition de gènes, la recherche menée par Sailem et ses collègues pourrait permettre de nouvelles méthodes d’identification des rôles que jouent différents gènes dans différents types de cancer, ce qui pourrait permettre de nouvelles sortes de thérapies.