Τα εργαλεία που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη προσδιορίζουν τον οδηγό κυττάρων του ανοσοποιητικού και τον προστατευτικό γενετικό παράγοντα για τον καρκίνο του οισοφάγου

Τα εργαλεία που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη προσδιορίζουν τον οδηγό κυττάρων του ανοσοποιητικού και τον προστατευτικό γενετικό παράγοντα για τον καρκίνο του οισοφάγου

Το αδενοκαρκίνωμα του οισοφάγου (EAC) είναι ένας τύπος καρκίνου που προσβάλλει τους αδένες που εκκρίνουν βλέννα του κατώτερου οισοφάγου. ο σωλήνας που συνδέει το λαιμό με το στομάχι. Είναι η πιο κοινή μορφή καρκίνου του οισοφάγου και συχνά προηγείται η μεταπλασία Barrett (BE), μια επιβλαβής αλλαγή στα κύτταρα που επενδύουν τον οισοφάγο.

Αν και η αιτία της EAC παραμένει ασαφής, έχουν συνδεθεί κυτταρικές μεταλλάξεις, που πιθανώς προκαλούνται από παράγοντες κινδύνου όπως η κατανάλωση καπνού ή αλκοόλ ή χρόνια βλάβη από γαστροοισοφαγική παλινδρόμηση ή ΓΟΠ. Ωστόσο, ο οδηγός αυτών των μεταλλάξεων έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί σύγχυση, εν μέρει επειδή η επίπτωση της EAC είναι δυσανάλογη: οι Αφροαμερικανοί έχουν περίπου τέσσερις έως πέντε φορές λιγότερες πιθανότητες να αναπτύξουν EAC από τους Καυκάσιους. Είναι επίσης λιγότερο πιθανό να εμφανίσουν BE.

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 22 Σεπτεμβρίου 2022 στο περιοδικό JCI Insight, ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια του Σαν Ντιέγκο, μαζί με συναδέλφους τους στη Βραζιλία, χρησιμοποίησαν εργαλεία που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη για να προσδιορίσουν τόσο έναν συγκεκριμένο τύπο ανοσοποιητικού κυττάρου, τον οδηγό της νόσου, όσο και μια συγκεκριμένη γενετική παραλλαγή γνωστή ως SNP (Singlemors nucleotide is known as a SNP). Αμερικανοί.

Τα SNP αντιπροσωπεύουν μια διαφορά σε ένα μόνο δομικό στοιχείο του DNA που ονομάζεται νουκλεοτίδιο. Συνήθως βρίσκονται στο DNA ενός ατόμου. Τα περισσότερα δεν έχουν κανένα αντίκτυπο στην υγεία ή την ανάπτυξη, αλλά μερικά συνδέονται με ασθένεια όταν οι παραλλαγές κοινοποιούνται σε πολλούς ανθρώπους που έχουν επίσης προδιάθεση για αυτήν την ασθένεια.

Η ομάδα καθοδηγείται από τους συν-συγγραφείς Pradipta Ghosh, MD, καθηγητή στα Τμήματα Ιατρικής και Κυτταρικής και Μοριακής Ιατρικής στο UC San Diego School of Medicine, και Debashis Sahoo, PhD, αναπληρωτή καθηγητή στα Τμήματα Παιδιατρικής στο UC San Diego The Jacobs School of Engineering and Computer Science στο San Diego School of Engineering. και μηχανική μάθηση για τον προσδιορισμό της εξέλιξης από το ΒΕ στην ΑΗΚ σε διαφορετικούς κυτταρικούς τύπους και ιστούς και επιβεβαίωσαν τα ευρήματά τους χρησιμοποιώντας οργανοειδή, βιοψίες των ίδιων των ασθενών και μια συγχρονική υπομελέτη 113 ατόμων με BE και EAC.

Η εργασία επιβεβαίωσε ότι όλα τα EAC προέρχονται από το BE και προσδιόρισε το ρόλο της εκδοχής των ουδετερόφιλων, ενός λευκού αιμοσφαιρίου που λειτουργεί ως η πρώτη γραμμή άμυνας του ανοσοποιητικού συστήματος, ως οδηγός του κυτταρικού μετασχηματισμού τόσο στα EACs όσο και στο αδενοκαρκίνωμα της γαστροοισοφαγικής συμβολής, ένας σπάνιος καρκίνος του οισοφάγου που εμφανίζεται στον οισοφάγο.

Η πρόγνωση και για τους δύο τύπους καρκίνου είναι κακή. το συνολικό ποσοστό επιβίωσης 5 ετών είναι μικρότερο από 20 τοις εκατό.

"Αυτός ο οδηγός ουδετερόφιλων ήταν σημαντικός στους Καυκάσιους αλλά απουσίαζε σημαντικά στους Αφροαμερικανούς", είπε ο Sahoo. «Αντίθετα, τα SNP που σχετίζονται με εθνοτικές αλλαγές στον απόλυτο αριθμό ουδετερόφιλων, όπως η καλοήθης εθνοτική ουδετεροπενία, η οποία χαρακτηρίζεται από χαμηλότερο αριθμό ουδετερόφιλων αλλά χωρίς αυξημένο κίνδυνο μόλυνσης, είναι κοινά σε άτομα αφρικανικής καταγωγής και μπορεί να λειτουργήσουν αποτρεπτικά για να αποτρέψουν το ΒΕ από το να γίνει EAC».

Οι συγγραφείς είπαν ότι τα ευρήματα είναι σημαντικά επειδή εντοπίζουν το κυτταρικό συνεχές από την προκαρκινική νόσο (BE) έως τον καρκίνο και διευκρινίζουν τον ρόλο των ουδετερόφιλων και της γενετικής διαφοροποίησης ανά εθνικότητα.

Μια βασική πρόκληση στη γενετική είναι η κατανόηση του πώς οι αλλαγές στο DNA οδηγούν σε παρατηρήσιμες αλλαγές σε έναν οργανισμό. «Σε αυτή την περίπτωση, ανακαλύψαμε ότι ένα SNP που μειώνει τον συνολικό αριθμό των κυκλοφορούντων ουδετερόφιλων στους Αφροαμερικανούς τους προστατεύει επίσης από τα EAC, έναν καρκίνο του οποίου η εξέλιξη ελέγχεται από τα ουδετερόφιλα».

Pradipta Ghosh, MD, Καθηγήτρια, Τμήματα Ιατρικής και Κυτταρικής και Μοριακής Ιατρικής, UC San Diego School of Medicine

Ο Ghosh και οι συνεργάτες του είναι προσεκτικά αισιόδοξοι ότι οι θεραπείες που στοχεύουν στα ουδετερόφιλα θα μπορούσαν να εμφανιστούν ως πιθανές ανοσοθεραπείες στις ΑΗΚ. Είπε ότι οι ερευνητές θα συνεχίσουν να μελετούν αυτές τις δυνατότητες.

Η μελέτη διεξήχθη από μια διεθνή ομάδα γαστρεντερολόγων, βιοπληροφορικών και ειδικών στην προκαρκινική βιολογία και τη γενετική του καρκίνου που συγκεντρώθηκε κάτω από την ομπρέλα του Ινστιτούτου Ιατρικής Δικτύου στο UC San Diego School of Medicine. Το ινστιτούτο υποστηρίζει πολλά διεπιστημονικά προγράμματα που χρησιμοποιούν βιολογικά δίκτυα που έχουν δημιουργηθεί με εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης από το Δίκτυο Υπολογιστικών Συστημάτων Ακριβείας του Κέντρου για τη χαρτογράφηση άγνωστων περιοχών ασθενειών.

Πηγή:

Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια - Σαν Ντιέγκο

Αναφορά:

Ghosh, Ρ., et αϊ. (2022) Ανακάλυψη υποβοηθούμενη από AI ενός εθνοτικά επηρεασμένου οδηγού κυτταρικού μετασχηματισμού σε αδενοκαρκινώματα οισοφαγικής και γαστροοισοφαγικής συμβολής. JCI Insight. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.