Trí tuệ nhân tạo phát hiện ra các gen mùi liên quan đến kết quả ung thư

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Oxford đã gần đây sử dụng trí tuệ nhân tạo để phát hiện ra một liên kết tiềm năng giữa ung thư đại trực tràng và sự biểu hiện của các gen cảm nhận mùi cụ thể. Theo Phys.org báo cáo, các nhà nghiên cứu từ Đại học Oxford và Đại học Zurich đã gần đây, được hỗ trợ bởi một mô hình trí tuệ nhân tạo, phát hiện ra rằng sự biểu hiện của các gen cảm nhận mùi cụ thể trong các tế bào ung thư đại trực tràng chỉ ra một khả năng cao hơn về kết quả tồi tệ hơn.

Các gen được biểu hiện khi thông tin được tìm thấy trong DNA của chúng ta được sử dụng để tạo ra các phân tử như protein. Sự biểu hiện gen thường kiểm soát số lượng protein được tạo ra và khi chúng được tạo ra, hoạt động như các công tắc bật/tắt. Con người có khoảng 400 gen chịu trách nhiệm cho cảm giác mùi của chúng ta, nhưng quan trọng hơn cho nghiên cứu, các gen này cũng được biểu hiện ở các bộ phận khác của cơ thể, ngoài mũi. Nếu các gen mùi này được biểu hiện, điều đó có nghĩa là các hướng dẫn cho các gen này đang được đọc và thực hiện. Bằng cách thực hiện các thay đổi đối với các tế bào, các nhà khoa học có thể điều khiển mức độ mà các gen được biểu hiện và sử dụng.

Nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí Hệ thống Sinh học Phân tử do Tiến sĩ Heba Sailem của Viện Kỹ thuật Y sinh và Đại học Oxford đứng đầu. Sailem và các nhà nghiên cứu khác đã nghiên cứu cách các tế bào trong cơ thể được tổ chức, nhằm nghiên cứu cách ung thư dẫn đến mất cấu trúc mô trong cơ thể. Để phát triển các phương pháp điều trị hiệu quả, các nhà khoa học phải hiểu哪 các gen đóng vai trò trong việc thay đổi mô. Đội nghiên cứu đã sử dụng các thuật toán tầm nhìn máy tính để phát hiện các thay đổi trong tổ chức của các mẫu tế bào. Mô hình trí tuệ nhân tạo đã được cung cấp dữ liệu hình ảnh thu thập bởi kính hiển vi robot, chứa hàng triệu hình ảnh của các tế bào ung thư đại trực tràng.

Đội nghiên cứu sau đó đã thực hiện thí nghiệm bằng cách giảm sự biểu hiện của mỗi gen trong các tế bào ung thư đại trực tràng riêng lẻ. Sau khi áp dụng các can thiệp vào các gen và giảm biểu hiện của chúng, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các gen cảm nhận mùi dường như có liên quan mạnh mẽ với cách các tế bào sắp xếp và lan rộng. Dường như việc giảm biểu hiện của các gen mùi có thể kiểm soát sự lan rộng của các tế bào bằng cách giảm khả năng di chuyển của chúng. Mặt khác, khả năng di chuyển của tế bào có thể được tăng lên bằng cách có mức biểu hiện cao hơn của các gen mùi đang được hỏi.

Sailem giải thích rằng các gen mùi giống như một “giác quan thứ sáu” mà các tế bào ung thư có thể sử dụng để tìm đường ra khỏi môi trường khối u, có độc tính, và lan rộng đến các vùng khác của cơ thể bệnh nhân. Sailem tiếp tục giải thích tầm quan trọng của trí tuệ nhân tạo trong việc phát hiện này. Mô hình trí tuệ nhân tạo được sử dụng bởi các nhà nghiên cứu đã có thể tăng tốc độ nghiên cứu được thực hiện. Mô hình trí tuệ nhân tạo, sau khi được đào tạo trên một cơ sở dữ liệu lớn về các chức năng và hình dạng gen, có thể tự động hóa nhiệm vụ xác định các loại tế bào cụ thể trong hình ảnh. Sailem giải thích:

“Sử dụng hệ thống trí tuệ nhân tạo được phát triển, chúng ta có thể học được nhiều hơn từ các thí nghiệm này và tăng tốc việc xác định các gen thay đổi cấu trúc mô trong ung thư.

CRIPSR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), công nghệ chỉnh sửa gen, là phương pháp chính để giảm mức biểu hiện gen cho khoảng 20.000 gen trong tế bào để nghiên cứu cách biểu hiện gen ảnh hưởng đến các tế bào ung thư. Khi kết hợp với các tiến bộ trong công nghệ chỉnh sửa gen, nghiên cứu được thực hiện bởi Sailem và các đồng nghiệp có thể cho phép các phương pháp mới để xác định vai trò của các gen khác nhau trong các loại ung thư khác nhau, điều này có thể cho phép các phương pháp điều trị mới.