Algorytm odkrył nowe geny. To one odpowiadają za nowotwory

Algorytm opracowany w Niemczech umożliwił naukowcom zidentyfikowanie nowych genów, które przyczyniają się do rozwoju nowotworów. Jednak najbardziej wartościowy jest fakt, że udało się w ten sposób odkryć geny, w których nie doszło do niepokojących zmian w DNA i to właśnie ten fakt otwiera nowe drogi walki z chorobami. 

Zwykle rozwój chorób nowotworowych poprzedzony jest mutacjami DNA, które powodują niekontrolowany rozrost komórek. Jednak w niektórych przypadkach naukowcy zaobserwowali bardzo nieliczne zmiany w DNA, mimo rozwoju nowotworu. To sugeruje, że istnieją również inne przyczyny choroby. 

Naukowcy z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka oraz Instytut Biologii Obliczeniowej Helmholtz Zentrum München opracowali algorytm, który pomógł zidentyfikować 165 nieznanych dotąd genów, które również mogą brać udział w rozwoju nowotworu, ponieważ wchodzą w reakcję z dobrze znanymi genami pronowotworowymi.

- Już teraz zaczynamy zauważać pewne wzorce zależne od typu nowotworu. Widzimy dowody na to, że rozwój guzów jest uruchamiany za pomocą różnych mechanizmów molekularnych w różnych organach - wyjaśnia Annalisa Marsico, stojąca na czele zespołu badawczego.

Algorytmowi udało się również ustalić związki pomiędzy poszczególnymi elementami odpowiedzialnymi za powstanie nowotworu oraz identyfikować zmiany chorobowe w jeszcze wcześniejszej fazie. 

- Ostatecznym celem takiego algorytmu byłoby stworzenie dla każdego pacjenta całościowego obrazu wszystkich genów zaangażowanych w danym momencie w rozwój nowotworu -tłumaczy Marsico. - W ten sposób położylibyśmy podwaliny pod zindywidualizowaną terapię przeciwnowotworową.

Możliwości algorytmu ułatwią również dopasowanie najlepszej terapii dla danej osoby, uwzględniając przy tym minimalizację skutków ubocznych przy jednoczesnej maksymalizacji efektów. 

Większość badań dotychczas skupiała się na patologicznych zmianach w genach, ale coraz więcej dowodów wskazuj na to, że "do rozwoju nowotworów mogą prowadzić również zaburzenia epigenetyczne czy rozregulowanie aktywności genów", dodaje Roman Schulte-Sasse biorący udział w badaniach. 

Ta wiedza pozwoliła naukowcom nie tylko zidentyfikować mutacje w genomie, ale również znaleźć geny, które w mniej oczywisty sposób przyczyniają się do rozwoju nowotworu. "Na przykład znaleźliśmy geny, których DNA jest niemal niezmienione, ale mimo to geny te są niezbędne do rozwoju guza, gdyż regulują dostarczanie mu energii", dodaje Schulte-Sasse.

- Takie geny to bardzo obiecujący cel dla terapii przeciwnowotworowych. Problem jednak w tym, że działają one w tle i do ich zidentyfikowania potrzebne są złożone algorytmy - wyjaśnia badacz. Swój algorytm naukowcy opracowali na podstawie dziesiątków tysięcy danych zgromadzonych w ramach badań nad nowotworami.

Wyniki badań zostały udostępnione na łamach Nature Machine Intelligence.