Alati vođeni umjetnom inteligencijom identificiraju pokretač imunoloških stanica i zaštitni genetski faktor za rak jednjaka

Alati vođeni umjetnom inteligencijom identificiraju pokretač imunoloških stanica i zaštitni genetski faktor za rak jednjaka

Adenokarcinom jednjaka (EAC) vrsta je raka koji zahvaća žlijezde koje izlučuju sluz u donjem dijelu jednjaka. cijev koja povezuje grlo sa želucem. To je najčešći oblik raka jednjaka i često mu prethodi Barrettova metaplazija (BE), štetna promjena u stanicama koje oblažu jednjak.

Iako je uzrok EAC-a i dalje nejasan, mutacije stanica su povezane, vjerojatno uzrokovane čimbenicima rizika kao što su duhan ili konzumacija alkohola ili kronično oštećenje od gastroezofgealne refluksne bolesti ili GERB-a. Međutim, pokretač ovih mutacija pokazao se zbunjujućim, dijelom zato što je učestalost EAC-a neproporcionalna: Afroamerikanci imaju oko četiri do pet puta manje šanse da razviju EAC nego bijelci. Također je manja vjerojatnost da će doživjeti BE.

U novoj studiji objavljenoj 22. rujna 2022. u časopisu JCI Insight, istraživači s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Kalifornije u San Diegu, zajedno s kolegama u Brazilu, upotrijebili su alate vođene umjetnom inteligencijom za određivanje specifične vrste imunoloških stanica, pokretača bolesti, i specifične genetske varijacije poznate kao SNP (polimorfizam jednog nukleotida) poznat je i djeluje kao zaštitni faktor kod Afroamerikanaca.

SNP-ovi predstavljaju razliku u jednom građevnom bloku DNK koji se naziva nukleotid. Obično se nalaze u DNK osobe. Većina nema utjecaja na zdravlje ili razvoj, ali neki su povezani s bolešću kada varijacije dijele mnogi ljudi koji također imaju predispoziciju za tu bolest.

Tim predvode koautori Pradipta Ghosh, MD, profesor na Odsjecima za medicinu i staničnu i molekularnu medicinu na Medicinskom fakultetu UC San Diego, i Debashis Sahoo, dr. sc., izvanredni profesor na Odsjecima pedijatrije na UC San Diego, Jacobsova škola inženjerstva na Fakultetu medicine i računarstva na UC San Diego upotrijebio umjetnu inteligenciju i strojno učenje za prepoznavanje napredovanja od BE do EAC u različitim stanicama tipova i tkiva i potvrdili svoje nalaze korištenjem organoida, vlastitih biopsija pacijenata i presječne substudije 113 osoba s BE i EAC.

Rad je potvrdio da su svi EAC-ovi izvedeni iz BE-a i identificirao ulogu verzije neutrofila, bijelih krvnih stanica koje djeluju kao prva linija obrane imunološkog sustava, kao pokretača transformacije stanica u oba EAC-a i javlja se adenokarcinom gastroezofagealnog spoja, rijedak rak jednjaka koji se javlja na spoju između jednjaka i želuca.

Prognoza za oba tipa raka je loša; petogodišnja ukupna stopa preživljenja manja je od 20 posto.

"Ovaj pokretač neutrofila bio je izražen kod bijelaca, ali značajno odsutan kod Afroamerikanaca", rekao je Sahoo. "Suprotno tome, SNP-ovi povezani s etničkim promjenama u apsolutnom broju neutrofila, kao što je benigna etnička neutropenija, koju karakterizira niži broj neutrofila, ali nema povećan rizik od infekcije, česti su kod osoba afričkog podrijetla i mogu djelovati kao sredstvo odvraćanja za sprječavanje BE da postane EAC."

Autori su rekli da su otkrića važna jer prate stanični kontinuum od prekancerozne bolesti (BE) do raka i pojašnjavaju ulogu neutrofila i genetske varijacije po etničkoj pripadnosti.

Ključni izazov u genetici je razumijevanje kako promjene u DNK dovode do vidljivih promjena u organizmu. "U ovom smo slučaju otkrili da SNP koji smanjuje ukupan broj cirkulirajućih neutrofila u Afroamerikanaca također štiti od EAC-a, raka čije napredovanje kontroliraju neutrofili."

Pradipta Ghosh, dr.med., profesor, Odjeli za medicinu i staničnu i molekularnu medicinu, Medicinski fakultet UC San Diego

Ghosh i kolege oprezno su optimistični da bi se terapije usmjerene na neutrofile mogle pojaviti kao potencijalne imunoterapije u EAC-ima. Rekla je da će istraživači nastaviti proučavati te mogućnosti.

Studiju je proveo međunarodni tim gastroenterologa, bioinformatičara i stručnjaka za biologiju prekanceroze i genetiku raka okupljen pod okriljem Instituta za mrežnu medicinu na Medicinskom fakultetu UC San Diego. Institut podržava nekoliko transdisciplinarnih programa koji koriste biološke mreže stvorene AI alatima iz mreže Centra za precizne računalne sustave za mapiranje područja nepoznatih bolesti.

Izvor:

Kalifornijsko sveučilište – San Diego

Referenca:

Ghosh, P., et al. (2022.) Otkriće potpomognuto umjetnom inteligencijom pokretača stanične transformacije pod utjecajem etničke pripadnosti u adenokarcinomima jednjaka i gastroezofagealnog spoja. JCI Insight. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.