L’intelligenza artificiale scopre i geni dell’odore legati agli esiti del cancro
Daniel Nelson
L’intelligenza artificiale scopre i geni dell’odore legati agli esiti del cancro
Un team di ricercatori dell’Università di Oxford ha recentemente utilizzato l’IA per scoprire un potenziale legame tra il cancro del colon e l’espressione di specifici geni sensibili all’olfatto. Come riportato da Phys.org , alcuni ricercatori dell’Università di Oxford e dell’Università di Zurigo hanno recentemente scoperto, aiutati da un modello di intelligenza artificiale, che l’espressione di specifici geni sensibili all’olfatto all’interno delle cellule tumorali del colon indica una maggiore probabilità di esiti peggiori.
I geni vengono espressi quando le informazioni contenute nel nostro DNA vengono utilizzate per produrre molecole come le proteine. L’espressione genica spesso controlla quante proteine sono prodotte e quando sono prodotte, agendo su interruttori. Gli esseri umani hanno circa 400 geni responsabili del nostro senso dell’olfatto, ma piuttosto crucialmente per lo studio, i geni sono anche espressi in altre parti del corpo, a parte il naso. Se questi geni dell’odore sono espressi, significa che le istruzioni per questi geni vengono lette ed eseguite. Apportando modifiche alle cellule, gli scienziati possono manipolare il livello in cui i geni vengono espressi e usati.
Lo studio che è stato recentemente pubblicato in Biologia dei sistemi molecolari è stato condotto dalla dott.ssa Heba Sailem dell’Istituto di ingegneria biomedica e dell’Università di Oxford. Sailem e altri ricercatori hanno esaminato come sono organizzate le cellule del corpo, con l’obiettivo di studiare come il cancro porta alla perdita della struttura del tessuto nel corpo. Per sviluppare terapie efficaci, gli scienziati devono capire quali geni svolgono un ruolo nell’alterazione dei tessuti. Il team di ricerca ha utilizzato algoritmi di visione artificiale per rilevare i cambiamenti all’interno dell’organizzazione dei campioni di cellule. Al modello AI sono stati dati i dati delle immagini raccolti mediante microscopia robotica, che contiene milioni di immagini di cellule tumorali del colon.
Il team di ricerca ha quindi sperimentato riducendo l’espressione di ogni gene nelle singole cellule tumorali del colon. Dopo che le perturbazioni sono state applicate ai geni e la loro espressione è diminuita, i ricercatori hanno scoperto che i geni sensibili all’olfatto sembrano essere fortemente correlati con il modo in cui le cellule si allineano e si diffondono. Sembrava che ridurre l’espressione dei geni dell’olfatto potesse potenzialmente controllare la diffusione delle cellule riducendo la loro capacità di muoversi. D’altra parte, la motilità cellulare potrebbe essere aumentata avendo livelli di espressione più elevati dei geni dell’olfatto in questione.
Sailem ha spiegato che i geni dell’olfatto sono come un “sesto senso” che le cellule tumorali possono usare per trovare la loro strada fuori dall’ambiente tumorale, che è tossico e diffondersi in altre regioni del corpo del paziente. Sailem ha continuato spiegando quanto fosse importante l’IA nel fare questa scoperta. Il modello di intelligenza artificiale utilizzato dai ricercatori è stato in grado di aumentare notevolmente la velocità con cui è stata condotta la ricerca. Il modello AI, dopo essere stato addestrato su un ampio database di funzioni e aspetti genetici, è in grado di automatizzare il compito di identificare determinati tipi di cellule all’interno delle immagini. Sailem ha spiegato:
“Utilizzando il sistema di intelligenza artificiale sviluppato, ora possiamo imparare molto di più da questi esperimenti e accelerare l’identificazione dei geni che alterano la struttura dei tessuti nel cancro.
La CRIPSR (ripetizioni palindromiche corte a intervalli regolari intervallati), la tecnologia di modifica genetica, è il modo principale in cui i livelli di espressione genica per i circa 20.000 geni nella cellula sono ridotti per studiare come l’espressione genica influisce sulle cellule tumorali. In combinazione con i progressi della tecnologia di modifica genetica, la ricerca condotta da Sailem e colleghi potrebbe consentire nuovi metodi per identificare i ruoli che i diversi geni svolgono nei diversi tipi di cancro, che potrebbero consentire nuovi tipi di terapie.
