Strojové učenie otvára dvere k personalizovanej liečbe nádorov ovárií
Vedci vyvinuli model strojového učenia, ktorý dokáže identifikovať slabé miesta metabolizmu v určitých génoch ovplyvňujúcich nádorové bujnenie. Štúdia publikovaná v časopise Nature metabolism uvádza, že tieto zistenia by mohli umožniť cielené ničenie nádorových buniek.
Vznik nádorov ovárií je veľmi často spojený s génovými mutáciami, ktoré stimulujú bunkový rast a prispievajú tak k vyššej agresivite nádoru. Niekedy sa súbežne s týmito mutáciami vyskytnú aj, pre lekárov veľmi príhodné, delécie určitých génov, ktoré zvyšujú citlivosť nádorových buniek na onkologickú liečbu. Ani tak však k zastaveniu rastu nádoru nedochádza, pretože nádorový rast môžu ďalej riadiť paralógne gény.
Cieľom štúdie vedeckého tímu z University of Michigan Rogel Cancer Center bolo lepšie pochopiť a zmapovať kompenzačné gény týkajúce sa metabolizmu. „Keď je odstránený gén, metabolické gény, ktoré umožňujú rast rakovinových buniek, sú odstránené s ním. Naša teória spočíva v tom, že metabolizmus nádorových buniek sa stáva zraniteľným v dôsledku špecifických genetických zmien,“ vysvetľuje docent v odbore biomedicínskeho inžinierstva a jeden z autorov štúdie Deepak Nagrath, Ph.D.
Rola metabolizmu pri genetických zmenách
Na základe tejto teórie sa vedci zamerali na objasnenie vzťahu medzi metabolizmom a genetickými zmenami. Ak sú gény zodpovedné za reguláciu metabolizmu odstránené, nádorové bunky prepnú na vlastný záložný metabolizmus a môžu ďalej pokračovať v agresívnom raste. Pomocou metódy, ktorá integruje komplexné metabolické modelovanie, strojové učenie a optimalizačnú teóriu objavili vedci v modeloch bunkových línií a myších modeloch neočakávanú vlastnosť enzýmu MTHFD2, ktorý zrejme hrá kľúčovú rolu v mitochondriálnom metabolizme nádorových buniek. Keď pri nádorových ovariálnych bunkách s poruchou mitochondrií spôsobenou deléciou génu UQCR11 došlo ku kritickej nerovnováhe esenciálneho metabolitu nikotínamidadeníndinukleotidu, skrátene NAD+, v mitochondriách, enzým MTHFD2 v reakcii na túto nerovnováhu začal v bunkách NAD+ vytvárať.
Táto prekvapivá funkcia enzýmu ukázala vedcom slabé miesto metabolizmu nádorových buniek, na ktoré by sa mohla zamerať liečba. U pacientok so stanovenou genetickou výbavou nádoru by tak mohla byť navrhnutá personalizovaná liečba, pri ktorej sa budú selektívne zabíjať nádorové bunky pri minimálnom ovplyvnení zdravých buniek.
Precízna medicína je krok správnym smerom
Personalizované terapie zvyšujú šance účinnosti onkologickej liečby prvej línie. Existuje niekoľko prístupov na stanovenie cieľov personalizovanej liečby nádorov a niekoľko výpočtových platforiem predikuje tieto ciele na základe analýz veľkých dát. Vyššie uvedená platforma vytvára predpovede tým, že berie do úvahy metabolickú funkčnosť a mechanizmus, čo zvyšuje šance na úspešnú liečbu.
(svat)
Zdroj: Machine Learning Creates Opportunity for New Personalized Therapies.28. 9. 2022. Digital Health News. Dostupné na https://www.digitalhealthnews.eu/index.php?option=com_content&view=article&id=6791:machine-learning-creates-opportunity-for-new-personalized-therapies&catid=164:research.
Originálna štúdia: Achreja A, Yu T, Mittal A et al. Metabolic collateral lethal target identification reveals MTHFD2 paralogue dependency in ovarian cancer.
Nat Metab 4, 1119 – 1137, 2022. doi: 10.1038/s42255-022-00636-3. Dostupné na https://www.nature.com/articles/s42255-022-00636-3.
Foto: Pexels.com
