Mesterséges intelligenciával kutatják a ráksejtek fejlődését és terjedését
Egy amerikai és több brit egyetem közös kutatócsoportja olyan módszert fejlesztett ki, mely mesterséges intelligencia alkalmazásával jósolja meg, hogyan változnak és terjednek a daganatos sejtek a betegekben.
A Nature Methods folyóiratban publikálta augusztus 31-én egy kutatócsoport azt a cikket, melyben egy mesterséges intelligenciát (AI – Artificial Intelligence) alkalmazó rendszert használtak fel a ráksejtek változásainak és terjedésének predikciójára: Detecting repeated cancer evolution from multi-region tumor sequencing data, Nature Methods (2018). DOI: 10.1038/s41592-018-0108-x.
A daganatos betegségek kutatói már régen felfedezték, hogy a tumorok ténylegesen fejlődnek, ennek következtében képesek megváltoztatni formájukat és terjedési módszereiket is. Annak megértése, hogy ez az evolúciós folyamat pontosan hogyan zajlik, mérföldkövet jelenthet abban, hogy képesek legyünk megakadályozni ezt a folyamatot. Ennek érdekében a kutatók már régóta gyűjtik a különböző szövetmintákat, azt remélve, hogy sikerül mintázatot találni a fejlődési mechanizmusban. Ez a módszer azonban túlságosan nehézkes volt, mivel a tumorok növekedésük során olyan mutációkat is kialakítanak, melyek nem befolyásolják terjedési képességüket.
A most publikált tanulmányban a kutatók machine learning (gépi tanulás) módszerrel segítették a mintázatkeresést, azaz a terjedésben, áttétképzésben szerepet játszó evolúciós változások megfigyelését. Az új rendszer a Revolver nevet kapta.
A Revolver egy gépi tanulási algoritmust alkalmaz a mutációs adatok és a mintázatok felderítése során – a kutatók összesen 768 tumor adatait vitték be a rendszerbe. A tumorok 178 mellrákban, tüdőrákban, vagy a vese, illetve a bélrendszer valamilyen daganatos betegségében szenvedő betegtől származtak. A rendszer olyan mutációs mintázatokat keresett az egyes betegekből származó szövetminták között, melyekről vélhető volt, hogy összefüggnek azokkal a változásokkal, melyek a tumor terjedését segítették elő.
A következő lépésben a kutatók új betegeken használták fel azt, amit a rendszer a mintából megtanult, annak érdekében, hogy felmérjék az újonnan keletkezett tumorok állapotát. A módszer helyesen azonosított génmutációkat 95 olyan colorectalis tumorban szenvedő betegnél, akiknél olyan mutációkat talált, melyeket korábban csak a mell-, vese- és tüdőrákos daganatok evolúciós mozgatóiként írtak le.
A kutatócsoport szerint a Revolver csak az első lépések egyike az olyan számítógép-alapú eszközök kifejlesztése felé vezető úton, amelyek egyre jobb predikcióval szolgának a tumorok fejlődéséről, később pedig segíthetnek az orvosoknak az adott beteg számára a lehető legjobb kezelési terv összeállításában, ami remélhetőleg kedvezőbb prognózishoz vezet.
