L’AI scopre geni dell’olfatto legati agli esiti del cancro

Un team di ricercatori dell’Università di Oxford ha recentemente utilizzato l’AI per scoprire un potenziale legame tra il cancro del colon e l’espressione di specifici geni dell’olfatto. Come riporta Phys.org, i ricercatori dell’Università di Oxford e dell’Università di Zurigo hanno recentemente scoperto, con l’aiuto di un modello di AI, che l’espressione di specifici geni dell’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. Manipolando le cellule, gli scienziati possono modificare il livello di espressione genica e il suo utilizzo.

Lo studio, recentemente pubblicato su Molecular Systems Biology, è stato condotto dal Dr. 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 di struttura tessutale nel corpo. Per sviluppare terapie efficaci, gli scienziati devono capire quali geni giocano un ruolo nella modifica tessutale. Il team di ricerca ha utilizzato algoritmi di visione computerizzata per rilevare cambiamenti nell’organizzazione dei campioni cellulari. Il modello di AI è stato alimentato con dati di immagini raccolti mediante 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 la capacità delle cellule di allinearsi e diffondersi. 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 potrebbe essere aumentata avendo livelli di espressione più alti 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 ad altre regioni del corpo del paziente. Sailem ha continuato a spiegare quanto importante sia stato l’AI in questa scoperta. Il modello di AI utilizzato dai ricercatori è stato in grado di aumentare notevolmente la velocità della ricerca. Il modello di AI, dopo essere stato addestrato su un vasto 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 imparare 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 genico, 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 genico, la ricerca condotta da Sailem e 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.