Зошто некои тумори се шират, а други остануваат локализирани? Научниците сè уште не ја разбираат целосно контролата врз способноста на клетките на ракот да метастазираат, но одговорот на ова прашање е клучен за подобра грижа за пациентите. Истражувачи од Универзитетот во Женева (UNIGE) проучувале клетки од рак на дебело црево и идентификувале клучни фактори што влијаат на тоа дали туморот ќе се прошири. Воедно, откриле и специфични обрасци на експресија на гени што може да се користат за проценка на тој ризик.
Врз основа на овие наоди, тимот развил алатка со вештачка интелигенција, наречена MangroveGS, која ги претвора овие генетски сигнали во многу сигурни предвидувања за повеќе типови рак. Студијата, објавена во Cell Reports, би можела да доведе до поперсонализирани третмани и да помогне во откривање нови терапевтски цели.
Ракот како искривен развоен процес
„Потеклото на ракот често се припишува на ‘анархични клетки’“, објаснува Ариел Руиз и Алтаба, професор на Одделот за генетска медицина и развој при Медицинскиот факултет на UNIGE, кој ја предводел студијата. „Но, ракот подобро треба да се разбере како искривена форма на развој.“ Генетските и епигенетските промени можат повторно да активираат биолошки програми што нормално се исклучуваат по раниот развој, што на крај доведува до создавање тумор.
Наместо да биде случаен, ракот изгледа следи структурирани биолошки правила. „Предизвикот е да се пронајдат клучевите за разбирање на неговата логика и форма. А, во случајот на метастазите, да се идентификуваат карактеристиките на клетките што ќе се одделат од туморот за да создадат друг на друго место во телото.“
Следење на метастатските клетки
Метастазите се одговорни за најголем дел од смртните случаи од рак, особено кај ракот на дебело црево, дојка и бели дробови. Кога клетките на ракот ќе се откријат во крвта или лимфниот систем, болеста често веќе почнала да се шири. Иако научниците разбираат многу од мутациите што водат до формирање тумор, ниту една единствена генетска промена не објаснува зошто некои клетки се одвојуваат и мигрираат, додека други остануваат на место.
„Тешкотијата лежи во тоа да се одреди целосниот молекуларен идентитет на една клетка — анализа што ја уништува — додека истовремено се набљудува нејзината функција, која бара таа да остане жива“, објаснува професорот Руиз и Алтаба. За да го надминат овој проблем, истражувачите изолирале, клонирале и одгледувале туморски клетки во лабораторија. „Потоа овие клонови беа оценети ин витро и во модел на глушец за да се набљудува нивната способност да мигрираат низ вистински биолошки филтер и да создаваат метастази“, додава Арвен Коно.
Генетски потписи поврзани со ширење на ракот
Тимот ја анализирал активноста на стотици гени во околу триесет клеточни клонови земени од два примарни тумори на дебело црево. Анализата открила јасни обрасци на генска експресија што тесно се совпаѓале со способноста на секоја клетка да се движи и да се шири. Важно е што метастатскиот потенцијал не бил одреден од профилот на една клетка, туку од начинот на кој групи сродни клетки на ракот меѓусебно соработуваат.
AI-алатка што го предвидува ризикот од метастази
Истражувачите ги интегрирале овие генетски потписи во систем со вештачка интелигенција. „Големата новина на нашата алатка, наречена Mangrove Gene Signatures (MangroveGS), е тоа што користи десетици, па дури и стотици генетски потписи. Тоа ја прави особено отпорна на индивидуални варијации“, објаснува Аравинд Срнивасан.
По обуката, моделот успеал да предвиди метастази и повторна појава на рак на дебело црево со речиси 80% точност, надминувајќи ги постојните методи. Истите генетски потписи, добиени од рак на дебело црево, се покажале корисни и за предвидување на метастатски ризик кај други видови рак, вклучувајќи рак на желудник, бели дробови и дојка.
Кон поперсонализирана онколошка грижа
MangroveGS може да работи директно со туморски примероци собрани во болници. Клетките се анализираат, се секвенционира нивната РНК и брзо се генерира резултат за ризик од метастази, кој безбедно се споделува со лекарите и пациентите преку енкриптирана платформа.
„Оваа информација ќе спречи преголемо лекување кај пациентите со низок ризик, со што ќе се ограничат несаканите ефекти и непотребните трошоци, а ќе се интензивира следењето и третманот кај оние со висок ризик“, вели Ариел Руиз и Алтаба. „Исто така, нуди можност за оптимизирање на изборот на учесници во клинички испитувања, намалување на бројот на доброволци што се потребни, зголемување на статистичката моќ на студиите и обезбедување терапевтска корист за пациентите на кои им е најпотребна.“
