Нейросеть научили подбирать терапию от вызываемого асбестом рака

26.03.2021 - 21:51   1 011

Ученые создали нейросеть, которая может подбирать оптимальную стратегию для борьбы с мезотелиомой — агрессивной формой рака, которую вызывает асбестовая пыль. Описание разработки опубликовал научный журнал Nature Communications.

«Нейросеть помогла нам выяснить, что во время развития опухоли клетки мезотелиомы следуют по строго определенным траекториям мутагенеза. Благодаря этому можно не только предсказать, как долго будет жить пациент, но и подобрать оптимальную стратегию для лечения рака», — рассказал один из авторов исследования, профессор Лестерского университета Дин Феннелл.

Мелкая пыль из кремнезема и некоторые виды природных нано- и микрочастиц и волокон могут проникать в ткани легких, вызывать в них воспаления и другие нарушения, которые увеличивают вероятность возникновения рака. Поэтому жители населенных пунктов, рядом с которыми добывают тонковолокнистый силикат асбест, чаще страдают от злокачественных опухолей.

Несколько лет назад ученые нашли возможную причину этого: оказалось, наночастицы асбеста и кремнезема вбирают в себя большое количество атомов кислорода, и выбрасывают их при попадании в организм. В результате образуется большое количество химически агрессивных молекул, которые повреждают нити ДНК и ускоряют накопление мутаций.

Во многих случаях из-за этого развивается мезотелиома — одна из самых агрессивных форм рака легких. Лишь около 7% ее носителей после обнаружения опухоли живут дольше пяти лет. Химио- и радиотерапия действуют на этот вид рака лишь в редких случаях.

Ситуация осложняется еще и тем, что эта форма рака развивается не сразу после попадания асбестовой пыли в организм, а примерно через 25–30 лет после первых контактов с ней. Это осложняет диагностику и подбор лечения.

Чтобы решить эту проблему, авторы нового исследования создали специальную нейросеть. Она анализирует геном раковых клеток и ищет наборы мутаций, которые заставили клетки легких образовать злокачественную опухоль. С помощью этой нейросети ученые узнали историю появления девяти десятков новообразований в организме 22 пациентов с мезотелиомой.

Этот анализ показал, что в разных генах клеток легких есть пять обособленных цепочек мутаций, из-за которых формируются разные подтипы опухолей. Они заметно отличались друг от друга по уровню агрессивности и стойкости к действию лекарств и радиотерапии.

По словам исследователей, если хотя бы одна из таких цепочек мутаций есть в генах клеток пациента, можно сделать достаточно точный прогноз по дальнейшему развитию опухоли. В свою очередь понимание того, какие гены затрагивают эти мутации, позволяет подобрать максимально эффективные лекарства.

В ближайшее время Феннелл и его коллеги планируют использовать эту нейросеть для подбора терапии для нескольких пациентов-добровольцев. Ученые надеются, что смогут подтвердить работоспособность своей методики и заметно продлить жизнь и улучшить самочувствие носителей мезотелиомы.

Выбор читателя

Топ недели