Reklama

Rewolucja w wykrywaniu raka. Sztuczna inteligencja rozszyfrowuje „ciemną materię”

Udało się opracować bezinwazyjną metodę identyfikacji powtarzających się sekwencji DNA, czasami nazywanych „śmieciowym DNA” lub „ciemną materią” w chromosomach, które prawdopodobnie odgrywają istotną rolę w powstawaniu nowotworów oraz innych chorób.

Publikacja: 20.03.2024 13:53

Obecnie zdecydowana większość nowotworów wykrywana jest w zaawansowanym stadium

Obecnie zdecydowana większość nowotworów wykrywana jest w zaawansowanym stadium

Foto: shutterstock

Naukowcom z Johns Hopkins Kimmel Cancer Center udało się opracować podejście, które wykorzystuje uczenie maszynowe do identyfikacji tych elementów w tkance nowotworowej, a także w bezkomórkowym DNA (cfDNA) – fragmentach wydalanych z guzów i unoszących się w krwiobiegu. Ta nowa metoda może zapewnić nieinwazyjny sposób wykrywania nowotworów i monitorowania odpowiedzi na terapię.

Jak wykryć raka

W testach laboratoryjnych metoda o nazwie ARTEMIS (Analytics of RepeaT EleMents in dISease) zbadała ponad 1200 typów powtarzających się elementów obejmujących prawie połowę ludzkiego genomu i zidentyfikowała, że duża liczba powtórzeń, o których wcześniej nie wiadomo było, że są powiązane z rakiem, została zmieniona w powstawaniu nowotworu.

Badaczom udało się także zidentyfikować zmiany w tych elementach w cfDNA, co umożliwiło wykrycie nowotworu i określenie, skąd w organizmie on pochodzi.

Czytaj więcej

Nanomaszyny uderzą w oporne bakterie i nowotwory. Przełomowa technologia

- W genach nowotworowych jest mnóstwo powtórzeń – mówi Victor E. Velculescu, lekarz medycyny, profesor onkologii i współdyrektor Cancer the Cancer Genetics and Epigenetics. - Do czasu ARTEMIS ta ciemna materia genomu była w zasadzie ignorowana, ale teraz widzimy, że te powtórzenia nie pojawiają się przypadkowo – mówi Velculescu. Powtórzenia skupiają się wokół genów, które ulegają zmianom w przebiegu nowotworu na wiele różnych sposobów. Naukowcy są pewni, że sekwencje te mogą być kluczem do rozwoju nowotworu.

Reklama
Reklama

Spośród 736 genów, o których wiadomo, że powodują nowotwory, 487 zawierało średnio piętnastokrotnie większą liczbę powtórzeń niż oczekiwano. Liczba tych powtarzających się sekwencji uległa znacznemu zwiększeniu w genach zaangażowanych w komórkowe szlaki sygnałowe, które często ulegają rozregulowaniu w przypadku nowotworów.

W serii testów laboratoryjnych naukowcy najpierw zbadali rozmieszczenie 1,2 miliarda kmerów (krótkich sekwencji DNA), definiując unikalne powtórzenia, i odkryli, że są one wzbogacone w geny powszechnie zmienione w przypadku ludzkich nowotworów.

Jak się rozprzestrzenia nowotwór

Następnie ARTEMIS przeanalizował ponad 1200 typów powtarzających się elementów genetycznych zarówno w tkankach prawidłowych, jak i nowotworowych od 525 pacjentów chorych na raka, stwierdzając, że w każdym nowotworze mediana wynosi 807 zmienionych elementów. Prawie dwie trzecie zidentyfikowanych powtórzeń (820 z 1280) nie zostało wcześniej znalezionych zmienionych w ludzkim raku. ARTEMIS był także w stanie zidentyfikować, skąd w organizmie pochodzi nowotwór, w przypadku 12 różnych typów nowotworów ze średnią dokładnością 78 proc.

Czytaj więcej

Przełomowy test na nowotwory. Wyjątkowo wcześnie zdradza je pewne białko

Doktor Victor E. Velculescu wyjaśnił, że kolejnym krokiem w ramach projektu będzie ocena tej metody w większych badaniach klinicznych: - Można sobie wyobrazić, że można będzie je wykorzystać do wczesnego wykrywania różnych typów nowotworów, ale może też znaleźć zastosowanie w monitorowaniu odpowiedzi na leczenie lub wykrycie nawrotu. To zupełnie nowe możliwości” – podkreślił doktor Velculescu.

Technologie
Google rzuca wyzwanie Markowi Zuckerbergowi. Okulary z botem AI zadebiutują na dniach
Technologie
Naukowcy odkryli nową wadę AI. Robi zaskakujące błędy
Technologie
To koniec pracy ludzi na liniach produkcyjnych. Ten koncern zamieni ich na humanoidy
Technologie
To rewolucja w stoczniach. Niezwykle wytrzymały kadłub z drukarki 3D gotowy w cztery dni
Materiał Promocyjny
Startupy poszukiwane — dołącz do Platform startowych w Polsce Wschodniej i zyskaj nowe możliwości!
Technologie
Co dziesiąty wystąp! Badacze MIT ujawniają, ilu pracowników już dziś może zastąpić AI
Materiał Promocyjny
Nowa era budownictwa: roboty w służbie ludzi i środowiska
Reklama
Reklama
REKLAMA: automatycznie wyświetlimy artykuł za 15 sekund.
Reklama