L’AI scopre geni legati all’olfatto collegati agli esiti del cancro

Un team di ricercatori dell’Università di Oxford ha recentemente utilizzato l’AI per scoprire un potenziale collegamento tra il cancro del colon e l’espressione di specifici geni che sensibilizzano l’olfatto. Come riporta Phys.org, i ricercatori dell’Università di Oxford e dell’Università di Zurigo hanno recentemente, assistiti da un modello di AI, scoperto che l’espressione di specifici geni che sensibilizzano l’olfatto all’interno delle cellule del cancro del colon indica una maggiore probabilità di esiti peggiori.

I geni vengono espressi quando le informazioni presenti nel nostro DNA vengono utilizzate per creare molecole come le proteine. L’espressione genica controlla spesso la quantità di proteine prodotte e quando vengono prodotte, agendo come interruttori on/off. Gli esseri umani hanno circa 400 geni responsabili del nostro senso dell’olfatto, ma, cosa più importante per lo studio, questi geni vengono espressi anche in altre parti del corpo, oltre al naso. Se questi geni dell’olfatto vengono espressi, significa che le istruzioni per questi geni vengono lette e messe in pratica. Modificando le cellule, gli scienziati possono manipolare il livello di espressione genica e il loro utilizzo.

Lo studio recentemente pubblicato su Molecular Systems Biology è stato condotto dal dottor Heba Sailem dell’Istituto di ingegneria biomedica e dell’Università di Oxford. Sailem e i suoi colleghi hanno esaminato come le cellule nel corpo siano organizzate, con l’obiettivo di studiare come il cancro porti alla perdita della struttura tessutale nel corpo. Per sviluppare terapie efficaci, gli scienziati devono capire quali geni svolgono un ruolo nella modifica tessutale. Il team di ricerca ha utilizzato algoritmi di visione computerizzata per rilevare le modifiche nell’organizzazione dei campioni cellulari. Il modello di AI è stato fornito di dati di immagini raccolti attraverso la microscopia robotica, che contiene milioni di immagini di cellule del cancro del colon.

Il team di ricerca ha quindi sperimentato riducendo l’espressione di ogni gene nelle singole cellule del cancro del colon. Dopo aver applicato perturbazioni ai geni e aver ridotto la loro espressione, i ricercatori hanno scoperto che i geni dell’olfatto sembrano essere fortemente correlati con il modo in cui le cellule si allineano e si diffondono. Sembra che ridurre l’espressione dei geni dell’olfatto possa potenzialmente controllare la diffusione delle cellule riducendo la loro capacità di muoversi. D’altra parte, la motilità cellulare può essere aumentata avendo livelli di espressione più elevati dei geni dell’olfatto in questione.

Sailem ha spiegato che i geni dell’olfatto sono come un “sesto senso” che le cellule del cancro possono utilizzare per trovare la strada fuori dall’ambiente tumorale, che è tossico, e diffondersi in altre regioni del corpo del paziente. Sailem ha continuato a spiegare quanto importante sia stato l’AI in questo processo di scoperta. Il modello di AI utilizzato dai ricercatori è stato in grado di aumentare notevolmente la velocità con cui la ricerca è stata condotta. Il modello di AI, dopo essere stato addestrato su un grande database di funzioni e aspetti genici, è in grado di automatizzare il compito di identificare tipi specifici di cellule all’interno delle immagini. Sailem ha spiegato:

“Utilizzando il sistema di AI sviluppato, possiamo ora apprendere molto di più da questi esperimenti e accelerare l’identificazione dei geni che alterano la struttura dei tessuti nel cancro.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), la tecnologia di editing genetico, è il metodo principale con cui vengono ridotti i livelli di espressione genica per circa 20.000 geni presenti nella cellula per studiare come l’espressione genica impatti sulle cellule del cancro. Quando combinata con i progressi nella tecnologia di editing genetico, la ricerca condotta da Sailem e dai suoi colleghi potrebbe consentire nuovi metodi per identificare i ruoli dei diversi geni in diversi tipi di cancro, il che potrebbe consentire nuovi tipi di terapie.