ИИ проверил столетнюю теорию о происхождении рака

Исследователи из группы Корбеля в EMBL в Гейдельберге разработали инструмент на основе искусственного интеллекта, который помогает изучать, как возникают хромосомные аномалии — один из ранних признаков рака. Система под названием MAGIC (машинное обучение, геномика и визуализация) автоматически находит и помечает клетки с определёнными дефектами.

Связь между аномальными хромосомами и раком была предположена немецким учёным Теодором Бовери ещё в начале XX века. Однако изучать эти дефекты было сложно, так как они встречаются редко, и их приходилось искать вручную под микроскопом.

MAGIC работает как полностью автоматизированная игра в лазертаг. Система сканирует клетки и с помощью алгоритма машинного обучения идентифицирует те, что содержат микроядра — небольшие отсеки с фрагментами ДНК, отделёнными от основного генома. Обнаружив такую клетку, система помечает её с помощью лазера и специального красителя, что позволяет впоследствии выделить её для детального геномного анализа.

Хромосомные аномалии — главный драйвер особенно агрессивных форм рака, и они тесно связаны со смертью пациентов, метастазами, рецидивами, устойчивостью к химиотерапии и быстрым началом опухоли, — сказал Ян Корбель, старший научный сотрудник EMBL и ведущий автор статьи в журнале Nature.

Используя MAGIC, учёные проанализировали культивируемые клетки, полученные из нормальных человеческих клеток. Анализ показал, что чуть более 10% клеточных делений спонтанно приводят к хромосомным аномалиям. При мутации гена-супрессора опухолей p53 этот показатель почти удваивается.

Хотя в данном исследовании система была обучена обнаруживать микроядра, лежащий в её основе ИИ можно обучить идентификации множества других клеточных особенностей.

Пока у вас есть признак, который можно визуально отличить от «обычной» клетки, вы можете — благодаря ИИ — обучить систему его обнаруживать, — отметил Ян Корбель. — Таким образом, наша система имеет потенциал для продвижения будущих открытий во многих областях биологии.