Las herramientas impulsadas por IA identifican el impulsor de las células inmunitarias y el factor genético protector para el cáncer de esófago

Las herramientas impulsadas por IA identifican el impulsor de las células inmunitarias y el factor genético protector para el cáncer de esófago

El adenocarcinoma de esófago (EAC) es un tipo de cáncer que afecta las glándulas secretoras de moco de la parte inferior del esófago. el tubo que conecta la garganta con el estómago. Es la forma más común de cáncer de esófago y a menudo está precedida por la metaplasia de Barrett (BE), un cambio dañino en las células que recubren el esófago.

Aunque la causa de la EAC aún no está clara, se han relacionado mutaciones celulares, posiblemente causadas por factores de riesgo como el consumo de tabaco o alcohol o daño crónico por la enfermedad de reflujo gastroesofágico o ERGE. Sin embargo, el impulsor de estas mutaciones ha resultado confuso, en parte porque la incidencia de EAC es desproporcionada: los afroamericanos tienen entre cuatro y cinco veces menos probabilidades de desarrollar EAC que los caucásicos. También es menos probable que experimenten BE.

En un nuevo estudio publicado el 22 de septiembre de 2022 en la revista JCI Insight, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego, junto con colegas de Brasil, utilizaron herramientas impulsadas por inteligencia artificial para determinar tanto un tipo específico de célula inmunitaria, el causante de la enfermedad, como una variación genética específica conocida como SNP (polimorfismo de nucleótido único) que actúa como factor protector en los afroamericanos.

Los SNP representan una diferencia en un único bloque de construcción del ADN llamado nucleótido. Por lo general, se encuentran en todo el ADN de una persona. La mayoría no tiene impacto en la salud o el desarrollo, pero algunos están asociados con enfermedades cuando las variaciones son compartidas por muchas personas que también tienen predisposición a esa enfermedad.

El equipo está dirigido por los coautores Pradipta Ghosh, MD, profesora de los Departamentos de Medicina y Medicina Celular y Molecular de la Facultad de Medicina de UC San Diego, y Debashis Sahoo, PhD, profesor asociado de los Departamentos de Pediatría de UC San Diego. La Escuela de Ingeniería Jacobs de la Facultad de Medicina e Informática de UC San Diego utilizó inteligencia artificial y aprendizaje automático para identificar la progresión de BE a EAC en diferentes tipos de células y tejidos y confirmaron sus hallazgos utilizando organoides, biopsias de los propios pacientes y un subestudio transversal de 113 personas con BE y EAC.

El trabajo confirmó que todos los EAC se derivan de BE e identificó el papel de la versión de los neutrófilos, un glóbulo blanco que actúa como la primera línea de defensa del sistema inmunológico, como impulsor de la transformación celular tanto en los EAC como en el adenocarcinoma de la unión gastroesofágica, un cáncer de esófago poco común que se produce en la unión entre el esófago y el estómago.

El pronóstico para ambos tipos de cáncer es malo; la tasa de supervivencia general a 5 años es inferior al 20 por ciento.

"Este conductor de neutrófilos era prominente en los caucásicos, pero significativamente ausente en los afroamericanos", dijo Sahoo. "Por el contrario, los SNP asociados con cambios étnicos en el recuento absoluto de neutrófilos, como la neutropenia étnica benigna, que se caracteriza por recuentos más bajos de neutrófilos pero sin un mayor riesgo de infección, son comunes en individuos de ascendencia africana y pueden actuar como un elemento disuasorio para evitar que BE se convierta en EAC".

Los autores dijeron que los hallazgos son importantes porque rastrean el continuo celular desde la enfermedad precancerosa (EB) hasta el cáncer y aclaran el papel de los neutrófilos y la variación genética según el origen étnico.

Un desafío clave en genética es comprender cómo los cambios en el ADN conducen a cambios observables en un organismo. "En este caso, descubrimos que un SNP que reduce el número total de neutrófilos circulantes en los afroamericanos también los protege de los EAC, un cáncer cuya progresión está controlada por los neutrófilos".

Pradipta Ghosh, MD, Profesora, Departamentos de Medicina y Medicina Celular y Molecular, Facultad de Medicina de UC San Diego

Ghosh y sus colegas son cautelosamente optimistas en cuanto a que las terapias dirigidas a neutrófilos podrían surgir como inmunoterapias potenciales en los EAC. Dijo que los investigadores seguirán estudiando estas posibilidades.

El estudio fue realizado por un equipo internacional de gastroenterólogos, bioinformáticos y expertos en biología precancerosa y genética del cáncer reunidos bajo el paraguas del Instituto de Medicina en Red de la Facultad de Medicina de UC San Diego. El instituto apoya varios programas transdisciplinarios que utilizan redes biológicas creadas con herramientas de inteligencia artificial del Centro de Red de Sistemas Computacionales de Precisión para mapear áreas de enfermedades desconocidas.

Fuente:

Universidad de California – San Diego

Referencia:

Ghosh, P., et al. (2022) Descubrimiento asistido por IA de un impulsor de transformación celular con influencia étnica en adenocarcinomas de esófago y de la unión gastroesofágica. Perspectiva de la JCI. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.