Изкуствен интелект открива стотици скрити биомаркери за рак на панкреаса

Акценти

Инструмент с изкуствен интелект, разработен от учени от Университета „Макгил, Канада, открива скрити досега биомаркери на рак на панкреаса в единични клетки. В проучването, публикувано в Nature Communications, екипът демонстрира как инструментът, наречен DOLPHIN, би могъл да бъде използван в бъдеще от лекарите с цел по-ранно откриване на различни заболявания и насочване към най-ефективните методи на лечение.

„Този инструмент има потенциала да помогне на лекарите да назначат терапиите, които е най-вероятно да бъдат ефективни за пациентите, избягвайки метода на проба-грешка при лечението.“, коментира старшият автор Джун Динг, доцент в Катедрата по медицина в Университета „Макгил“ и младши учен в Изследователския институт към висшето учебно заведение.

Фокусиране върху генетичните градивни елементи

Биологичните маркери често са фини промени в експресията на РНК, които могат да покажат наличието на заболяване, как протича болестта и по какъв начин ще реагира на конкретно лечение.

Конвенционалните методи за анализ на генно ниво свиват тези маркери до отделните гени, маскирайки критичните вариации и улавяйки само видимата част на нещата, обясняват изследователите.

Сега, напредъкът в изкуствения интелект прави възможно разкриването на фината сложност на данните за отделни клетки. DOLPHIN отива отвъд гените, като се фокусира върху начина, по който те се снаждат от по-малки парчета, наречени екзони, за да осигури по-ясна представа за състоянието на клетките.

„Гените не са просто един блок, те са като комплекти Лего, изградени от много по-малки части.“, коментира първият автор Кайлу Сонг, докторант в Програмата за количествени науки за живота на Университета „Макгил“. „Като разглежда начина, по който тези част са свързани, нашият инструмент разкрива важни биомаркери, които отдавна са били пренебрегвани.“

В един от проведените от екипа тестове DOLPHIN анализира данни за единични клетки от пациенти с рак на панкреаса и открива над 800 маркера на заболяването*, които са пропуснати от конвенционалните инструменти. Инструментът с изкуствен интелект успява да разграничи пациенти с високорискови, агресивни видове рак от тези с по-леки форми – информация, която би помогнала на лекарите да изберат най-ефективното лечение.

Стъпка към „виртуални клетки“

В по-широк смисъл, пробивът полага основите за постигане на дългосрочната цел за изграждане на цифрови модели на човешки клетки. DOLPHIN генерира по-богати профили на единични клетки от конвенционалните модели, което позволява виртуална симулация на начина, по който клетките функционират и реагират на лекарства, преди да преминат към лабораторни или клинични изпитвания, спестявайки време и пари.

Следващата стъпка на изследователите ще бъде да разширят обхвата на инструмента от няколко набора от данни до милиони клетки, проправяйки пътя за по-точни виртуални клетъчни модели в бъдеще.

*Song Kailu et al. DOLPHIN advances single-cell transcriptomics beyond gene level by leveraging exon and junction reads. Nature Communications. 2025.