Медицина
Медицина

Комп'ютерна програма порівняла клітини раку моделей та пацієнтів

Американські науковці розробили комп'ютерну модель, яка дає змогу швидко провести порівняння клітин моделей раку для дослідження та ракових клітин пацієнтів. Це допоможе вченим обирати оптимальні моделі для вивчення онкологічних захворювань, результати яких будуть більш репрезентативними. Про свій винахід вчені написали в журналі Genome Medicine.

CDC / Unsplash

CDC / Unsplash

Коли використовують моделі?

У дослідженнях ракових захворювань вкрай важливим є використання моделей. Наприклад, культур злоякісних клітин, вирощених у лабораторії, модифікованих піддослідних тварин із досліджуваною хворобою, органоїдів пухлин або клітин і тканин, пересаджених від хворих пацієнтів тваринам. У кожному окремому випадку вивчення хвороби науковці віддають перевагу одним із цих моделей. Так, механізми виникнення раку часто досліджують на культурі клітин, генномодифікованих тварин використовують при вивченні прогресування недуги, а тварин із людськими злоякісними тканинами — при випробуванні ефективності терапії, іноді замінюючи ці моделі тривимірними органоїдами пухлин. Але на котрій із них науковці не проводили б свої досліди, вони повинні бути максимально подібними до типу онкологічного захворювання, яке зустрічається у людини. Від цього залежить, наскільки результати дослідження можна перенести на людину. Щоб краще визначати подібність моделей та природних пухлин, науковці із Медичної школи Університету Джона Гопкінса розробили нову технологію.

Яка пропозиція науковців?

Автори розробили модель на основі машинного навчання, яку назвали CancerCellNet (CCN). Вона може самостійно проводити порівняння клітин 22 типів раку, які природно зустрічаються в організмі людей, та клітин з інших джерел: 26 генномодифікованих ліній мишей-моделей раку, 415 ракових трансплантантів, 131 органоїду пухлин та 657 стандартних ракових клітинних ліній, які вирощуються в лабораторії.

Власне, порівняння здійснюється на основі зіставлення послідовностей РНК в клітинах, що містять інструкцію до вироблення білків. Для цього було використано інформацію, яка представлена в базах даних геномів.

Що можна дізнатися за допомогою цієї технології?

Комп'ютерна модель показала, що стосовно 80 відсотків досліджених типів раку, включно з раком легень, молочної залози та яєчників, клітини генномодифікованих мишей та органоїдів пухлин найбільше подібні до клітин пацієнтів. Натомість вирощені в лабораторії клітинні лінії мали найбільше відмінностей із клітинами людей. Так, клітини PC3, що застосовуються для вивчення раку простати, за РНК-профілем виявилися більш подібними до клітин раку сечового міхура. Ймовірно, причина цього у відмінностях природним та лабораторним середовищем клітин, що призводить до їх видозміни з часом. Однак у деяких випадках трансплантовані людські клітини та органоїди мали високу подібність до природних ракових клітин.

Автори сподіваються, що їхня розробка допоможе вченим обирати найбільш підхожі їхнім потребам нові моделі для вивчення раку, щоб отримувати корисніші результати. Разом із тим, вони зазначають, що CancerCellNet потребує ще вдосконалень. Зробити її більш точною зможе внесення додаткових даних.