AI Descobre Genes do Olfeito Ligados a Resultados de Câncer

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Oxford recentemente usou a inteligência artificial (IA) para descobrir uma possível ligação entre o câncer de cólon e a expressão de genes específicos que detectam odores. Conforme relata o Phys.org, pesquisadores da Universidade de Oxford e da Universidade de Zurique recentemente, com a ajuda de um modelo de IA, descobriram que a expressão de genes específicos que detectam odores dentro das células de câncer de cólon indica uma maior probabilidade de resultados piores.

Os genes são expressos quando as informações encontradas em nosso DNA são usadas para criar moléculas como proteínas. A expressão gênica frequentemente controla quantas proteínas são feitas e quando elas são feitas, agindo como interruptores ligados/desligados. Os seres humanos têm aproximadamente 400 genes responsáveis por nosso sentido do olfato, mas, crucialmente para o estudo, esses genes também são expressos em outras partes do corpo, além do nariz. Se esses genes do olfato forem expressos, isso significa que as instruções para esses genes estão sendo lidas e executadas. Ao fazer alterações nas células, os cientistas podem manipular o nível de expressão gênica e usá-los.

O estudo, recentemente publicado na Molecular Systems Biology, foi liderado pela Dra. Heba Sailem do Instituto de Engenharia Biomédica e da Universidade de Oxford. Sailem e seus colegas pesquisadores examinaram como as células no corpo são organizadas, visando estudar como o câncer leva à perda de estrutura tecidual no corpo. Para desenvolver terapias eficazes, os cientistas devem entender quais genes desempenham um papel na alteração tecidual. A equipe de pesquisa empregou algoritmos de visão computacional para detectar alterações na organização de amostras de células. O modelo de IA foi alimentado com dados de imagem coletados por microscopia robótica, que contém milhões de imagens de células de câncer de cólon.

A equipe de pesquisa então experimentou reduzindo a expressão de cada gene nas células individuais de câncer de cólon. Após perturbações serem aplicadas aos genes e sua expressão diminuída, os pesquisadores descobriram que os genes do olfato parecem estar fortemente correlacionados com a forma como as células se alinham e se espalham. Pareceu que reduzir a expressão dos genes do olfato poderia potencialmente controlar a propagação das células, reduzindo sua capacidade de se mover. Por outro lado, a motilidade celular poderia ser aumentada com níveis mais altos de expressão dos genes do olfato em questão.

Sailem explicou que os genes do olfato são como um “sexto sentido” que as células de câncer podem usar para encontrar seu caminho para fora do ambiente do tumor, que é tóxico, e se espalhar para outras regiões do corpo do paciente. Sailem continuou explicando o quão importante a IA foi para essa descoberta. O modelo de IA usado pelos pesquisadores foi capaz de aumentar significativamente a velocidade com que a pesquisa foi realizada. O modelo de IA, após ser treinado em um grande banco de dados de funções e aparições de genes, é capaz de automatizar a tarefa de identificar certos tipos de células em imagens. Sailem explicou:

“Usando o sistema de IA desenvolvido, agora podemos aprender muito mais com esses experimentos e acelerar a identificação de genes que alteram a estrutura dos tecidos no câncer.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), a tecnologia de edição gênica, é a principal forma pela qual os níveis de expressão gênica para os aproximadamente 20.000 genes nas células são reduzidos para estudar como a expressão gênica impacta as células de câncer. Quando combinada com avanços na tecnologia de edição gênica, a pesquisa realizada por Sailem e colegas pode possibilitar novos métodos de identificação dos papéis que diferentes genes desempenham em diferentes tipos de câncer, o que pode permitir novos tipos de terapias.