Inteligența artificială descoperă genele mirosului legate de rezultatele cancerului

O echipă de cercetători de la Universitatea Oxford a folosit recent inteligența artificială pentru a descoperi o legătură potențială între cancerul de colon și exprimarea unor gene specifice care simt mirosul. Conform raportului de pe Phys.org, cercetătorii de la Universitatea Oxford și Universitatea Zurich, asistați de un model de inteligență artificială, au descoperit recent că exprimarea unor gene specifice care simt mirosul în celulele canceroase ale colonului indică o probabilitate mai mare de rezultate mai grave.

Genele sunt exprimate atunci când informația din ADN-ul nostru este folosită pentru a crea molecule precum proteinele. Exprimarea genică controlează adesea câte proteine sunt create și când sunt create, acționând ca întrerupătoare. Oamenii au aproximativ 400 de gene responsabile de simțul nostru al mirosului, dar, foarte important pentru studiu, aceste gene sunt exprimate și în alte părți ale corpului, în afara nasului. Dacă aceste gene ale mirosului sunt exprimate, înseamnă că instrucțiunile pentru aceste gene sunt citite și puse în aplicare. Prin modificarea celulelor, oamenii de știință pot manipula nivelul la care genele sunt exprimate și folosite.

Studiul, publicat recent în Molecular Systems Biology, a fost condus de dr. Heba Sailem de la Institutul de Inginerie Biomedicală și Universitatea Oxford. Sailem și colegii săi au examinat modul în care celulele din corp sunt organizate, cu scopul de a studia modul în care cancerul duce la pierderea structurii țesuturilor în corp. Pentru a dezvolta terapii eficiente, oamenii de știință trebuie să înțeleagă care gene joacă un rol în alterarea țesuturilor. Echipa de cercetare a folosit algoritmi de viziune computerizată pentru a detecta modificări în organizarea probelor de celule. Modelul de inteligență artificială a primit date de imagine colectate prin microscopie robotică, care conțin milioane de imagini cu celule canceroase ale colonului.

Echipa de cercetare a experimentat apoi, reducând exprimarea fiecărui gen în celulele individuale de cancer de colon. După ce perturbațiile au fost aplicate genelor și exprimarea lor a scăzut, cercetătorii au descoperit că genele care simt mirosul par a fi puternic corelate cu modul în care celulele se aliniază și se răspândesc. A părut că reducerea exprimării genelor care simt mirosul ar putea controla răspândirea celulelor, reducând capacitatea lor de a se deplasa. Pe de altă parte, mobilitatea celulară ar putea fi crescută prin exprimarea la niveluri mai ridicate a genelor care simt mirosul în cauză.

Sailem a explicat că genele care simt mirosul sunt ca un “al șaselea simț” pe care celulele canceroase îl pot folosi pentru a-și găsi drumul în afara mediului tumoral, care este toxic, și pentru a se răspândi în alte regiuni ale corpului pacientului. Sailem a continuat să explice cât de importantă a fost inteligența artificială în această descoperire. Modelul de inteligență artificială folosit de cercetători a putut crește semnificativ viteza cu care s-a desfășurat cercetarea. Modelul de inteligență artificială, după ce a fost antrenat pe o bază de date mare de funcții și apariții ale genelor, a putut automatiza sarcina de identificare a anumitor tipuri de celule în imagini. Sailem a explicat

“Folosind sistemul de inteligență artificială dezvoltat, putem acum învăța mult mai mult din aceste experimente și accelera identificarea genelor care alterează structura țesuturilor în cancer.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), tehnologia de editare a genelor, este principala modalitate prin care nivelurile de exprimare a genelor pentru aproximativ 20.000 de gene din celulă sunt reduse pentru a studia modul în care exprimarea genică afectează celulele canceroase. Atunci când este combinată cu progresele în tehnologia de editare a genelor, cercetarea efectuată de Sailem și colegii săi ar putea permite noi metode de identificare a rolurilor pe care le joacă diferite gene în diferite tipuri de cancer, ceea ce ar putea permite noi tipuri de terapii.