Ученые разрабатывают показатели, которые предоставляют информацию о прогнозе рака

        

Исследователи из Медицинской школы в Ribeirão Preto (FMRP) в Университете Сан-Паулу (USP) в сотрудничестве с международными группами разработали показатели, которые предоставляют информацию о прогнозе рака, помогают в выборе наиболее подходящую терапию, которая будет использоваться, и определить потенциальные цели для разработки новых лекарств. Статья, сообщающая об этих результатах, – Характеристики машинной идентификации, связанные с онкогенной дедифференцировкой, будет опубликована 5 апреля в Cell .

Для проведения исследования исследователи из лаборатории Omics из отдела генетики FMRP объединили использование алгоритмов искусственного интеллекта, геномных данных из 12 000 образцов из 33 различных типов опухолей и понимания того, как происходит прогрессирование рака .

Согласно высокопоставленному исследователю Houtan Noushmehr, методологии, используемые в этой работе, являются частью новой тенденции в исследованиях биомедицинских наук, что является следствием большого количества имеющихся в настоящее время молекулярных данных. «Нынешняя задача состоит в том, чтобы управлять, интерпретировать и анализировать разные категории данных, – говорит Нушмер, – что требует от исследователей интеграции знаний в области биологии, информатики и статистики». Он считает, что подготовка молодых ученых координирует эти массовые данные как главную задачу, как учитель, так и исследователь.

Эти результаты основывались на предыдущих исследованиях группы, в том числе и в Cell которые выявили важные геномные особенности опухолей головного мозга. «Цель состоит в том, что наш индекс может быть использован в один день в клинической практике», – объясняет Татиан Мальта, первый автор исследования, «в качестве дополнительной информации для врача, чтобы выбрать наиболее подходящее лечение для каждого пациента и опухоли». В дополнение к команде Ribeirão Preto, исследователи из Гарвардского университета, в Соединенных Штатах и ​​Университета Познани, в Польше, также создали исследование.

Раковые стволовые клетки

Согласно принятому в настоящее время пониманию, трансформации, которые испытывают здоровые клетки при росте опухолей, включают в основном две характеристики: потерю их специфических особенностей и приобретение способности размножаться беспорядочно. Этот процесс можно также рассматривать как потерю специализации, при этом опухолевые клетки становятся постепенно недифференцированными. Как правило, субпопуляция раковых стволовых клеток «стимулирует» рост опухоли. Индексы стельности, разработанные исследователями, обеспечивают показатель того, насколько опухолевые клетки напоминают стволовые клетки.

Искусственный интеллект

Основываясь на идее, что существует сходство между опухолевыми клетками и стволовыми клетками, исследователи USP использовали алгоритм машинного обучения для обнаружения и систематизации молекулярных характеристик здоровых стволовых клеток и дифференцированных клеток, полученных из них. Программное обеспечение анализировало тысячи клеток на разных стадиях дифференциации, чтобы идентифицировать типичные молекулярные сигнатуры стволовых клеток. С помощью этой информации они создали два независимых «стеблеподобных» индекса, основанных на экспрессии генов и метилировании ДНК. Индексы варьируются от нуля до единицы, при этом нуль означает низкое сходство с стволовыми клетками и одно высокое сходство.

The Cancer Genome Atlas program

В базе данных программы The Cancer Genome Atlas (TCGA) представлены образцы первичных опухолей 12 000 человек, которые охватывают 33 различных типа рака. За последние 10 лет ученые, участвующие в программе, создали и сохранили данные о генетических и эпигенетических изменениях в опухолях. Используя индексы стельности, исследователи обнаружили опухолевую степень стельности в образцах TCGA.

Результаты

Основной вывод исследования заключается в том, что индексы стельности обеспечивают меру пути опухолевых клеток к «де-дифференциации», причем более высокие показатели коррелируют с агрессивностью опухолей во многих типах рака. Соответственно, исследователи обнаружили, что метастатические опухоли имеют высокую частоту сходства с стволовыми клетками. Кроме того, индексы стельности могут позволить идентифицировать новые мишени для противораковых препаратов, направленные на то, чтобы остановить прогрессирование клеток в сторону де-дифференциации. «Если мы сможем определить точку, в которой опухолевые клетки начинают иметь характеристики стволовых клеток, мы можем предотвратить эту траекторию и избежать ее обострения», добавляет Нушмер

      

Source link