Το εργαλείο που αναλύει εκατοντάδες γονιδιακές υπογραφές από όγκους παχέος εντέρου και αποδίδει αξιόπιστες προβλέψεις κινδύνου μετάστασης σε πολλαπλούς τύπους καρκίνου
Γιατί κάποιοι όγκοι παραμένουν εντοπισμένοι και άλλοι εξαπλώνονται; Η μετάσταση είναι υπεύθυνη για την πλειοψηφία των θανάτων από καρκίνο, ιδιαίτερα στον καρκίνο παχέος εντέρου, μαστού και πνεύμονα. Παρά τις δεκαετίες έρευνας, δεν υπάρχει μια μεμονωμένη γενετική αλλαγή που να εξηγεί γιατί ορισμένα κύτταρα αποσπώνται από τον αρχικό όγκο και ταξιδεύουν για να δημιουργήσουν νέους. Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Γενεύης δημοσίευσαν στο Cell Reports μια μελέτη που αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε αυτή τη διαδικασία, και ταυτόχρονα παρουσίασαν ένα εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που μπορεί να προβλέψει τον κίνδυνο μετάστασης με σχεδόν 80% ακρίβεια.
Η κεντρική θεωρητική τοποθέτηση της μελέτης είναι σημαντική από μόνη της. Ο επικεφαλής ερευνητής Ariel Ruiz i Altaba επισημαίνει ότι ο καρκίνος δεν πρέπει να κατανοείται ως χαοτική ανάπτυξη αναρχικών κυττάρων, αλλά ως διαστρεβλωμένη μορφή ανάπτυξης. Γενετικές και επιγενετικές αλλαγές επανενεργοποιούν βιολογικά προγράμματα που κανονικά απενεργοποιούνται μετά τα πρώτα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, οδηγώντας τελικά στον σχηματισμό όγκου. Αυτό σημαίνει ότι η εξάπλωση του καρκίνου δεν είναι τυχαία αλλά ακολουθεί δομημένους βιολογικούς κανόνες. Και αν ακολουθεί κανόνες, μπορεί να προβλεφθεί.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Διαδικτυακό Media Training για τη διαχείριση κρίσεων σε επιχειρήσεις: Στρατηγική μηνύματος και φήμης – Συνεργασία TÜV NORD και Cibum με εισηγήτρια την Ελένη Τσαγκά
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Η νέα επιφάνεια κοπής που δεν λεκιάζει, δεν συγκρατεί βακτήρια και δεν χαλάει, κερδίζει έδαφος έναντι ξύλου και πλαστικού
Η τεχνική πρόκληση που αντιμετώπισε η ομάδα ήταν σημαντική: για να καταλάβεις πλήρως τη μοριακή ταυτότητα ενός κυττάρου χρειάζεται ανάλυση που το καταστρέφει, αλλά για να παρατηρήσεις τη λειτουργία του χρειάζεται να το κρατήσεις ζωντανό. Η λύση ήταν η απομόνωση, κλωνοποίηση και καλλιέργεια καρκινικών κυττάρων από δύο πρωτογενείς όγκους παχέος εντέρου. Αυτοί οι κλώνοι αξιολογήθηκαν τόσο in vitro όσο και σε ζωικό μοντέλο για την ικανότητά τους να μεταναστεύουν και να δημιουργούν μεταστάσεις. Παράλληλα, αναλύθηκε η δραστηριότητα εκατοντάδων γονιδίων σε περίπου τριάντα κυτταρικούς κλώνους.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Η Ελλάδα πρωτοπορεί: Το κινητό “κόβει” αλκοόλ και τσιγάρο στους ανήλικους, βήμα βήμα η ψηφιακή επαλήθευση ηλικίας
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Επτά αντικείμενα της κουζίνας που οι διαιτολόγοι θέλουν να πετάξετε ή να τα αντικαταστήσετε
Το αποτέλεσμα ήταν η ανακάλυψη σαφών γονιδιακών εκφραστικών προτύπων που αντιστοιχούν στην ικανότητα κάθε κυττάρου να κινείται και να εξαπλώνεται. Κρίσιμο εύρημα ήταν ότι η μεταστατική δυναμική δεν καθορίζεται από το προφίλ ενός μεμονωμένου κυττάρου, αλλά από τον τρόπο που ομάδες συγγενών καρκινικών κυττάρων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Το εργαλείο MangroveGS
Πάνω σε αυτές τις γονιδιακές υπογραφές οι ερευνητές ανέπτυξαν το MangroveGS, ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που εκμεταλλεύεται δεκάδες έως εκατοντάδες γονιδιακές υπογραφές ταυτόχρονα αντί για μια μεμονωμένη. Αυτή η προσέγγιση το καθιστά ανθεκτικό στις ατομικές γενετικές παραλλαγές που μπορούν να αποδυναμώσουν μοντέλα που βασίζονται σε λιγότερους δείκτες.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | LIDL Fr: Επείγουσα ανάκληση μπισκότων από 255 καταστήματα (φωτο)
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Τα καθαριστικά της κουζίνας που δεν είναι τόσο ακίνδυνα όσο φαίνονται: Tι να κοιτάτε στην ετικέτα
Μετά την εκπαίδευσή του, το μοντέλο κατόρθωσε να προβλέπει μετάσταση και υποτροπή καρκίνου παχέος εντέρου με σχεδόν 80% ακρίβεια, ξεπερνώντας τις υπάρχουσες μεθόδους. Το πιο εντυπωσιακό εύρημα ήταν ότι οι ίδιες γονιδιακές υπογραφές που εξήχθησαν από τον καρκίνο παχέος εντέρου αποδείχθηκαν χρήσιμες και στην πρόβλεψη κινδύνου μετάστασης σε καρκίνους στομάχου, πνεύμονα και μαστού, δείχνοντας ότι τα βιολογικά προγράμματα που ελέγχουν τη μετάσταση μοιράζονται κοινά χαρακτηριστικά σε διαφορετικούς τύπους καρκίνου.
Το MangroveGS μπορεί να λειτουργήσει απευθείας με δείγματα όγκου που συλλέγονται σε νοσοκομεία. Τα κύτταρα αναλύονται, αλληλουχείται το RNA τους και δημιουργείται γρήγορα βαθμολογία κινδύνου μετάστασης που διαμοιράζεται ασφαλώς με γιατρούς και ασθενείς μέσω κρυπτογραφημένης πλατφόρμας.
