گروهی به رهبری محققان مرکز پزشکی «سیدرز-ساینای»، روشی سریعتر و ارزانتر برای تعیین ژنهای بیانشده در تومورهای سرطانی ابداع کردهاند. این ابزار مبتنی بر هوش مصنوعی میتواند درمان شخصیسازی شده سرطان را در دسترس بیماران بیشتری قرار دهد.
ابزار جدید چگونه کار میکند؟
این ابزار که «پثتواسپیس» (Path۲Space) نام دارد، بیان ژن را در سراسر ناحیه تومور بر اساس تصاویر دیجیتالی اسلایدهای بیوپسی که شامل برشهای نازکی از بافت تومور است، پیشبینی میکند.
از آنجا که ترکیب و بیان ژن در تمام نقاط تومورها یکسان نیستند، «پثتواسپیس» موردی به نام «بیان مکانی ژن» را پیشبینی میکند، یعنی آن را در نقاط مختلف درون تومور تخمین میزند. این فرایند فقط چند دقیقه زمان لازم دارد و هزینه آن به مراتب کمتر از روش معمولی پروفایل بیان مکانی ژن است که معمولا چند هفته زمان برده و هزاران دلار هزینه دارد.
آیتان روپین، معاون موسسه تحقیقات در «سیدرز-ساینای» و پژوهشگر ارشد این پژوهش گفت: این ابزار، ویژگی کمکی مهمی به پزشکان ارائه میکند، برای ما و دیگران این امکان را فراهم خواهد کرد تا مجموعه دادههای بزرگتری را مطالعه و ساختار مکانی تومورها را بهتر درک کنیم اما آنچه واقعا به من انگیزه میدهد این است که اگر بتوانیم این ابزار را در کارآزماییهای بالینی با موفقیت تایید کنیم، میتواند مراقبت از بیماران سرطانی را بهبود بخشد.
روش آموزش و آزمایش ابزار
پژوهشگران «پثتواسپیس» را ب
ا استفاده از دادههای گروه بزرگی از بیماران مبتلا به سرطان سینه آموزش دادند، بیمارانی که هم تصاویر دیجیتالی بیوپسی و هم توالییابی مکانی برای آنان موجود بود. سپس ابزار را روی سه مجموعه داده دیگر از بیماران آزمایش کردند تا عملکرد آن را تایید نمایند.
الداد شولمن، یکی از محققان این پژوهش و پژوهشگر انستیتوی ملی سرطان آمریکا اظهار کرد: ما برای هر نمونه، بیان واقعی و اندازهگیریشده ژن را بررسی کردیم و آن را با پیشبینی ابزار خود مقایسه نمودیم. برای هر نمونه، بیان مکانی نزدیک به ۵۰۰۰ ژن را پیشبینی کردیم و این پیشبینیها در هر سه گروه بیمار، تطابق خوبی با بیان اندازهگیریشده داشتند.
کشف نشانگرهای زیستی جدید
مدیکال اکسپرس گزارش کرد، «پثتواسپیس» همچنین طوری طراحی شده است که به دانشمندان کمک کند نشانگرهای زیستی جدیدی کشف کنند که بتوانند تصمیمگیری برای درمان را راهنمایی کرده و بیمارانی که در معرض خطر بیشتر پیامدهای نامطلوب هستند را شناسایی نمایند.
اما کامپانیولو، یکی دیگر از محققان و پژوهشگر آزمایشگاه روپین گفت: این ابزار ویژگیهای درون تومور را بررسی میکند، مثلا اینکه آیا یک ژن در برخی نقاط تومور بیان میشود و در برخی نقاط دیگر خیر. ما همچنین الگوهای مکانی خاصی از فعالیت ژن در تومورها پیدا کردیم که پیشبینی میکند بیماران چگونه به درمان پاسخ میدهند.
شولمن افزود که شناسایی نشانگرهای زیستی مکانی دشوار است، زیرا هزینه بالای پروفایل بیان مکانی ژن با روشهای سنتی به این معناست که دادههای بسیار کمی از این نوع در دسترس است.
وی میگوید: پیش از آنکه «پثتواسپیس» را توسعه دهیم، بزرگترین گروه بیمارانی که میتوانستیم برای مطالعه سازماندهی مکانی محیط تومور پیدا کنیم، حدود ۳۰ بیمار بود. با این ابزار، میتوانیم اسلایدهای هزاران بیمار را بررسی کنیم و «پثتواسپیس» به پتانسیل زیستشناسی مکانی به گونهای دست مییابد که تا پیش از این ممکن نبود.
چشمانداز آینده
کامپانیولو اظهار کرد: «پثتواسپیس» میتواند برای سایر انواع سرطان نیز به کار رود، به شرطی که روی دادههای صحیح آموزش ببیند. آزمایشگاه آنان در حال نهاییسازی مطالعهای است که این ابزار را روی سرطان سر و گردن اعمال میکند. همچنین گروه پژوهشی در تلاش است تا دقت ابزار را بیشتر کند. در حال حاضر این ابزار گروههای ۱۰ تا ۲۰ سلولی را با هم بررسی میکند و هدف نهایی، امکان ارزیابی سلولهای منفرد است.
روپین در پایان گفت: با کمک همکاران بالینی، قدم بعدی ما این است که «پثتواسپیس» را وارد کارآزماییهای بالینی کنیم. این ابزار نشاندهنده پیشرفتی هیجانانگیز در یک حوزه رو به رشد است و باید به دقت آزمایش شود اما امیدواریم که بتواند کمک موثری به علم و به مراقبت از بیماران کند.
نتایج این پژوهش در نشریه Cell منتشر شده است.
انتهای پیام
