AI ค้นพบยีนกลิ่นที่เกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ของโรคมะเร็ง

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย牛津ได้ใช้ AI ในการค้นพบความสัมพันธ์ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างมะเร็งลำไส้ใหญ่และนิพจน์ของยีนรับกลิ่นเฉพาะ ตามรายงานของ Phys.org นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย牛津และมหาวิทยาลัยซูริกได้ใช้ AI ในการค้นพบว่าการแสดงออกของยีนรับกลิ่นเฉพาะภายในเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่บ่งบอกถึงความน่าจะเป็นที่จะเกิดผลลัพธ์ที่ไม่ดี

ยีนจะถูกแสดงออกเมื่อมีการใช้ข้อมูลที่อยู่ใน DNA ของเราในการสร้างโมเลกุล เช่น โปรตีน การแสดงออกของยีนมักจะควบคุมการทำงานของโปรตีนและเวลาที่สร้างโปรตีน โดยการทำงานเป็นสวิตช์เปิด/ปิด มนุษย์มียีนประมาณ 400 ยีที่รับผิดชอบต่อการรับกลิ่น แต่ที่สำคัญสำหรับการศึกษานี้ คือ ยีนเหล่านี้ยังแสดงออกในส่วนอื่นของร่างกาย นอกเหนือจากจมูก หากยีนกลิ่นเหล่านี้ถูกแสดงออก หมายความว่าคำสั่งสำหรับยีนเหล่านี้กำลังถูกอ่านและดำเนินการ โดยการเปลี่ยนแปลงเซลล์ นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมระดับการแสดงออกของยีนและใช้งานได้

การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ใน Molecular Systems Biology นำโดย Dr. Heba Sailem จาก Institute of Biomedical Engineering และมหาวิทยาลัย牛津 ซาเลมและทีมนักวิจัยได้ศึกษาว่าเซลล์ในร่างกายจัดระเบียบอย่างไร โดยมีเป้าหมายในการศึกษาว่ามะเร็งนำไปสู่การสูญเสียโครงสร้างเนื้อเยื่อในร่างกายอย่างไร เพื่อพัฒนาการรักษาที่มีประสิทธิภาพ นักวิทยาศาสตร์จะต้องเข้าใจว่ายีนใดมีบทบาทในการเปลี่ยนแปลงเนื้อเยื่อ ทีมนักวิจัยได้ใช้แอลกอริทึมการมองเห็นคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในองค์กรของตัวอย่างเซลล์ AI ได้รับข้อมูลภาพที่รวบรวมโดยกล้องจุลทรรศน์แบบหุ่นยนต์ ซึ่งมีภาพหลายล้านภาพของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่

ทีมนักวิจัยได้ทดลองโดยการลดการแสดงออกของยีนแต่ละตัวในเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่แต่ละตัว หลังจากที่มีการเปลี่ยนแปลงยีนและลดการแสดงออกแล้ว นักวิจัยพบว่ายีนกลิ่นมีความสัมพันธ์อย่างมากกับการจัดเรียงและการแพร่กระจายของเซลล์ ดูเหมือนว่าการลดการแสดงออกของยีนกลิ่นอาจช่วยควบคุมการแพร่กระจายของเซลล์ได้โดยการลดความสามารถในการเคลื่อนที่ของเซลล์ ในทางกลับกัน การเคลื่อนที่ของเซลล์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มระดับการแสดงออกของยีนกลิ่นที่เกี่ยวข้อง

ซาเลมอธิบายว่ายีนกลิ่นเป็นเหมือน “สัญชาตญาณที่หก” ที่เซลล์มะเร็งสามารถใช้เพื่อค้นหาเส้นทางออกจากสภาพแวดล้อมของเนื้องอกที่เป็นพิษ และแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นของร่างกายผู้ป่วย ซาเลมยังอธิบายถึงความสำคัญของ AI ในการค้นพบครั้งนี้ AI ที่นักวิจัยใช้สามารถเพิ่มความเร็วในการวิจัยได้อย่างมาก AI หลังจากได้รับการฝึกอบรมจากฐานข้อมูลขนาดใหญ่ของฟังก์ชันและลักษณะของยีน สามารถทำหน้าที่อัตโนมัติในการระบุประเภทของเซลล์ในภาพได้ ซาเลมอธิบาย:

“โดยใช้ระบบ AI ที่พัฒนาขึ้น เราสามารถเรียนรู้ได้มากขึ้นจากการทดลองเหล่านี้และเร่งการระบุยีนที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างเนื้อเยื่อในมะเร็ง

CRIPSR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) เทคโนโลยีการแก้ไขยีนเป็นวิธีการหลักที่ลดระดับการแสดงออกของยีนประมาณ 20,000 ยีนในเซลล์เพื่อศึกษาว่าการแสดงออกของยีนมีผลต่อมะเร็งอย่างไร เมื่อรวมกับการพัฒนาทางเทคโนโลยีการแก้ไขยีน การวิจัยที่ทำโดยซาเลมและเพื่อนร่วมงานอาจช่วยให้เกิดวิธีการใหม่ในการระบุบทบาทของยีนต่างๆ ในมะเร็งชนิดต่างๆ ซึ่งอาจนำไปสู่การรักษาใหม่ๆ ได้