Instrumentele bazate pe inteligența artificială identifică factorul de stimulare a celulelor imune și factorul genetic de protecție pentru cancerul esofagian

Instrumentele bazate pe inteligența artificială identifică factorul de stimulare a celulelor imune și factorul genetic de protecție pentru cancerul esofagian

Adenocarcinomul esofagian (EAC) este un tip de cancer care afectează glandele secretoare de mucus ale esofagului inferior. tubul care leagă gâtul de stomac. Este cea mai comună formă de cancer esofagian și este adesea precedată de metaplazia Barrett (BE), o modificare dăunătoare a celulelor care căptușesc esofagul.

Deși cauza EAC rămâne neclară, mutațiile celulare au fost legate, posibil cauzate de factori de risc, cum ar fi consumul de tutun sau alcool sau leziuni cronice cauzate de boala de reflux gastroesofgian sau GERD. Cu toate acestea, motorul acestor mutații s-a dovedit a fi confuz, în parte pentru că incidența EAC este disproporționată: afro-americanii sunt de aproximativ patru până la cinci ori mai puțin probabil să dezvolte EAC decât caucazienii. De asemenea, este mai puțin probabil să experimenteze BE.

Într-un nou studiu publicat pe 22 septembrie 2022 în jurnalul JCI Insight, cercetătorii de la Universitatea din California San Diego School of Medicine, împreună cu colegii din Brazilia, au folosit instrumente bazate pe inteligența artificială pentru a determina atât un anumit tip de celulă imunitară, factorul care provoacă boala, cât și o variație genetică specifică cunoscută sub denumirea de SNP (Single Nucleotide Polymorphism) este cunoscută ca factor de protecție a afro-americanilor.

SNP-urile reprezintă o diferență într-un singur bloc de construcție al ADN-ului numit nucleotidă. Ele se găsesc de obicei în ADN-ul unei persoane. Majoritatea nu au niciun impact asupra sănătății sau dezvoltării, dar unele sunt asociate cu boală atunci când variațiile sunt împărtășite de mulți oameni care au și o predispoziție la acea boală.

Echipa este condusă de co-autori Pradipta Ghosh, MD, profesor la Departamentele de Medicină și Medicină Celulară și Moleculară de la UC San Diego School of Medicine, și Debashis Sahoo, PhD, profesor asociat în Departamentele de Pediatrie de la UC San Diego. EAC în diferite tipuri de celule și țesuturi și a confirmat constatările lor folosind organoizi, biopsiile proprii ale pacienților și un substudiu transversal pe 113 persoane cu BE și EAC.

Lucrarea a confirmat că toate EAC sunt derivate din BE și a identificat rolul versiunii neutrofilelor, un glob alb care acționează ca prima linie de apărare a sistemului imunitar, ca motor al transformării celulelor atât în ​​EAC, cât și în adenocarcinomul joncțiunii gastroesofagiene, un cancer esofagian rar care apare la joncțiunea dintre esofag și stomac.

Prognosticul pentru ambele tipuri de cancer este prost; rata de supraviețuire globală pe 5 ani este mai mică de 20 la sută.

„Acest motor de neutrofile a fost proeminent la caucazieni, dar a fost semnificativ absent la afro-americani”, a spus Sahoo. „Dimpotrivă, SNP-urile asociate cu modificări etnice ale numărului absolut de neutrofile, cum ar fi neutropenia etnică benignă, care se caracterizează prin număr mai scăzut de neutrofile, dar fără risc crescut de infecție, sunt frecvente la persoanele de origine africană și pot acționa ca un factor de descurajare pentru a preveni BE să devină EAC.”

Autorii au spus că descoperirile sunt importante, deoarece urmăresc continuumul celular de la boala precanceroasă (BE) la cancer și clarifică rolul neutrofilelor și variația genetică în funcție de etnie.

O provocare cheie în genetică este înțelegerea modului în care modificările ADN-ului conduc la modificări observabile într-un organism. „În acest caz, am descoperit că un SNP care reduce numărul total de neutrofile circulante la afro-americani îi protejează și de EAC, un cancer a cărui progresie este controlată de neutrofile.”

Pradipta Ghosh, MD, profesor, Departamentele de Medicină și Medicină Celulară și Moleculară, UC San Diego School of Medicine

Ghosh și colegii sunt optimiști cu prudență că terapiile țintite pe neutrofile ar putea apărea ca potențiale imunoterapii în EAC. Ea a spus că cercetătorii vor continua să studieze aceste posibilități.

Studiul a fost realizat de o echipă internațională de gastroenterologi, bioinformaticieni și experți în biologia precancerului și genetica cancerului, asamblați sub umbrela Institutului pentru Medicină în Rețea de la UC San Diego School of Medicine. Institutul sprijină mai multe programe transdisciplinare care utilizează rețele biologice create cu instrumente AI de la Center for Precision Computational Systems Network pentru a mapa zonele necunoscute ale bolii.

Sursă:

Universitatea din California – San Diego

Referinţă:

Ghosh, P., și colab. (2022) Descoperirea asistată de AI a unui factor influențat etnic al transformării celulare în adenocarcinoamele esofagiene și ale joncțiunii gastroesofagiene. JCI Insight. doi.org/10.1172/jci.insight.161334.