AI vadīti rīki identificē imūno šūnu vadītāju un aizsargājošu ģenētisko faktoru barības vada vēža gadījumā

AI vadīti rīki identificē imūno šūnu vadītāju un aizsargājošu ģenētisko faktoru barības vada vēža gadījumā

Barības vada adenokarcinoma (EAC) ir vēža veids, kas ietekmē barības vada apakšējās daļas gļotas izdalošos dziedzerus. caurule, kas savieno rīkli ar kuņģi. Tā ir visizplatītākā barības vada vēža forma, un pirms tās bieži parādās Bareta metaplāzija (BE), kas ir kaitīgas izmaiņas šūnās, kas veido barības vadu.

Lai gan EAC cēlonis joprojām nav skaidrs, ir saistītas ar šūnu mutācijām, kuras, iespējams, izraisījuši tādi riska faktori kā tabakas vai alkohola lietošana vai hroniski bojājumi, ko izraisa gastroezofgeālā refluksa slimība vai GERD. Tomēr šo mutāciju izraisītājs ir izrādījies mulsinošs, daļēji tāpēc, ka EAC sastopamība ir nesamērīga: afroamerikāņiem ir aptuveni četras līdz piecas reizes mazāka iespēja saslimt ar EAC nekā kaukāziešiem. Viņiem ir arī mazāka iespēja piedzīvot BE.

Jaunā pētījumā, kas publicēts 2022. gada 22. septembrī žurnālā JCI Insight, Kalifornijas Universitātes Sandjego Medicīnas skolas pētnieki kopā ar kolēģiem Brazīlijā izmantoja mākslīgā intelekta vadītus rīkus, lai noteiktu gan konkrētu imūnšūnu veidu, slimības izraisītāju, gan specifisku ģenētisko variāciju, kas pazīstama kā SNP (viena nukleotīda faktors, kas pazīstams kā Āfrikas polimorfisms).

SNP atspoguļo atšķirību vienā DNS blokā, ko sauc par nukleotīdu. Tie parasti ir atrodami visā cilvēka DNS. Lielākajai daļai nav ietekmes uz veselību vai attīstību, bet daži ir saistīti ar slimībām, ja atšķirības ir kopīgas daudziem cilvēkiem, kuriem arī ir nosliece uz šo slimību.

Grupu vada līdzautori Pradipta Ghosh, MD, UC Sandjego Medicīnas skolas Medicīnas un šūnu un molekulārās medicīnas katedras profesors, un Debashis Sahoo, PhD, UC Pediatrijas katedru asociētais profesors Sandjego UC Pediatrijas katedras asociētais profesors. Džeikobsas inženierzinātņu skola UC Medicīnas un Dītelas skolā izmantoto datorzinātņu progresu. no BE uz EAC dažādās šūnu tipiem un audiem un apstiprināja savus atklājumus, izmantojot organoīdus, pašu pacientu biopsijas un šķērsgriezuma apakšpētījumu, kurā piedalījās 113 cilvēki ar BE un EAC.

Darbs apstiprināja, ka visi EAC ir iegūti no BE, un identificēja neitrofilu versijas lomu, balto asins šūnu, kas darbojas kā imūnsistēmas pirmā aizsardzības līnija, kā šūnu transformācijas virzītājspēku gan EAC, gan gastroezofageālā savienojuma adenokarcinomas gadījumā, kas ir reta barības vada vēzis, kas rodas barības vada un kuņģa savienojuma vietā.

Abu vēža veidu prognoze ir slikta; 5 gadu kopējais izdzīvošanas rādītājs ir mazāks par 20 procentiem.

"Šis neitrofilu izraisītājs bija pamanāms kaukāziešiem, bet afroamerikāņiem tā nebija," sacīja Sahoo. "Savukārt SNP, kas saistītas ar etniskām izmaiņām absolūtā neitrofilo leikocītu skaitā, piemēram, labdabīga etniskā neitropēnija, kurai raksturīgs zemāks neitrofilo leikocītu skaits, bet nav paaugstināts infekcijas risks, ir izplatītas Āfrikas izcelsmes indivīdiem un var darboties kā atturošs līdzeklis, lai novērstu BE kļūšanu par EAC."

Autori teica, ka atklājumi ir svarīgi, jo tie izseko šūnu kontinuumu no pirmsvēža slimības (BE) līdz vēzim un precizē neitrofilu lomu un ģenētiskās variācijas atkarībā no etniskās piederības.

Galvenais ģenētikas izaicinājums ir saprast, kā izmaiņas DNS izraisa novērojamas izmaiņas organismā. "Šajā gadījumā mēs atklājām, ka SNP, kas samazina kopējo cirkulējošo neitrofilu skaitu afroamerikāņiem, arī aizsargā tos no EAC, vēža, kura progresēšanu kontrolē neitrofīli."

Pradipta Ghosh, MD, UC Sandjego Medicīnas skolas Medicīnas un šūnu un molekulārās medicīnas nodaļas profesore

Ghosh un kolēģi ir piesardzīgi optimistiski, ka neitrofiliem mērķētas terapijas varētu parādīties kā potenciāla imūnterapija EAC. Viņa teica, ka pētnieki turpinās pētīt šīs iespējas.

Pētījumu veica starptautiska gastroenterologu, bioinformātiķu un pirmsvēža bioloģijas un vēža ģenētikas ekspertu komanda, kas sapulcējās UC Sandjego Medicīnas skolas Tīkla medicīnas institūta paspārnē. Institūts atbalsta vairākas starpdisciplināras programmas, kas izmanto bioloģiskos tīklus, kas izveidoti ar AI rīkiem no Precīzijas skaitļošanas sistēmu tīkla centra, lai kartētu nezināmas slimības zonas.

Avots:

Kalifornijas Universitāte - Sandjego

Atsauce:

Ghosh, P., et al. (2022) Ar AI palīdzību tika atklāts etniski ietekmēts šūnu transformācijas virzītājspēks barības vada un gastroezofageālā savienojuma adenokarcinomās. JCI ieskats. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.