AI-põhised tööriistad tuvastavad söögitoruvähi immuunrakkude juhi ja kaitsva geneetilise teguri

AI-põhised tööriistad tuvastavad söögitoruvähi immuunrakkude juhi ja kaitsva geneetilise teguri

Söögitoru adenokartsinoom (EAC) on teatud tüüpi vähk, mis mõjutab söögitoru alumise osa lima eritavaid näärmeid. toru, mis ühendab kõri maoga. See on kõige levinum söögitoruvähi vorm ja sellele eelneb sageli Barretti metaplaasia (BE), mis on kahjulik muutus söögitoru vooderdavates rakkudes.

Kuigi EAC põhjus jääb ebaselgeks, on seotud rakumutatsioonid, mis võivad olla põhjustatud sellistest riskiteguritest nagu tubaka või alkoholi tarbimine või gastroösofgeaalse reflukshaiguse või GERD krooniline kahjustus. Nende mutatsioonide põhjustaja on aga osutunud segadusttekitavaks, osaliselt seetõttu, et EAC esinemissagedus on ebaproportsionaalne: afroameeriklastel on ligikaudu neli kuni viis korda väiksem tõenäosus haigestuda EAC-sse kui kaukaaslastel. Samuti on neil vähem tõenäoline, et nad kogevad BE-d.

Uues uuringus, mis avaldati 22. septembril 2022 ajakirjas JCI Insight, kasutasid California ülikooli San Diego meditsiinikooli teadlased koos kolleegidega Brasiiliast tehisintellektipõhiseid tööriistu, et määrata kindlaks nii spetsiifiline immuunraku tüüp, haiguse põhjustaja kui ka spetsiifiline geneetiline variatsioon, mida tuntakse SNP-na (Ameerika ühe nukleotiidi polümorfism on kaitsefaktor, mida tuntakse Aafrika polümorfismina).

SNP-d esindavad erinevust DNA ühes ehitusplokis, mida nimetatakse nukleotiidiks. Neid leidub tavaliselt kogu inimese DNA-s. Enamik neist ei mõjuta tervist ega arengut, kuid mõned on seotud haigustega, kui erinevusi jagavad paljud inimesed, kellel on ka sellele haigusele eelsoodumus.

Töörühma juhivad kaasautorid Pradipta Ghosh, MD, UC San Diego Meditsiinikooli meditsiini ja raku- ja molekulaarmeditsiini osakonna professor ja Debashis Sahoo, PhD, UC San Diego pediaatriaosakonna dotsent. BE-st EAC-sse erinevates lahtrites tüüpe ja kudesid ning kinnitasid oma tulemusi organoidide, patsientide endi biopsiate ja 113 BE ja EAC-ga inimese läbilõikelise alauuringu abil.

Töö kinnitas, et kõik EAC-d pärinevad BE-st ja tuvastas immuunsüsteemi esimese kaitseliinina toimiva valgeverelible neutrofiilide versiooni rolli raku transformatsiooni käivitajana nii EAC-de kui ka gastroösofageaalse ristmiku adenokartsinoomi puhul, mis on haruldane söögitoruvähk, mis esineb söögitoru ja mao vahelisel ristmikul.

Mõlema vähitüübi prognoos on halb; 5-aastane üldine elulemus on alla 20 protsendi.

"See neutrofiilide juht oli valgete seas silmapaistev, kuid afroameeriklastel puudus märkimisväärselt," ütles Sahoo. "Seevastu SNP-d, mis on seotud etniliste muutustega absoluutses neutrofiilide arvus, nagu healoomuline etniline neutropeenia, mida iseloomustab madalam neutrofiilide arv, kuid puudub suurenenud nakkusoht, on Aafrika päritolu isikutel tavalised ja võivad toimida hoiatusvahendina, et vältida BE muutumist EAC-ks."

Autorid ütlesid, et leiud on olulised, kuna need jälgivad rakulist järjepidevust vähieelsest haigusest (BE) kuni vähini ning selgitavad neutrofiilide rolli ja geneetilist varieerumist etnilise päritolu järgi.

Geneetika peamine väljakutse on mõista, kuidas DNA muutused põhjustavad organismis jälgitavaid muutusi. "Sel juhul leidsime, et SNP, mis vähendab tsirkuleerivate neutrofiilide koguarvu afroameeriklastel, kaitseb neid ka EAC-de eest, vähi eest, mille progresseerumist kontrollivad neutrofiilid."

Pradipta Ghosh, MD, UC San Diego meditsiinikooli meditsiini ja raku- ja molekulaarmeditsiini osakonna professor

Ghosh ja kolleegid on ettevaatlikult optimistlikud, et neutrofiilidele suunatud ravimeetodid võivad EAC-des tekkida potentsiaalsete immunoteraapiatena. Ta ütles, et teadlased jätkavad nende võimaluste uurimist.

Uuringu viis läbi rahvusvaheline gastroenteroloogide, bioinformaatikute ning vähieelse bioloogia ja vähigeneetika ekspertide meeskond, mis on kokku pandud UC San Diego meditsiinikooli võrgumeditsiini instituudi katuse alla. Instituut toetab mitmeid transdistsiplinaarseid programme, mis kasutavad täppisarvutussüsteemide võrgu AI tööriistadega loodud bioloogilisi võrgustikke tundmatute haiguspiirkondade kaardistamiseks.

Allikas:

California ülikool – San Diego

Viide:

Ghosh, P. et al. (2022) AI abil avastati söögitoru ja gastroösofageaalse ristmiku adenokartsinoomide puhul etniliselt mõjutatud rakutransformatsiooni juht. JCI Insight. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.