Американские ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали модель ИИ, способную предсказывать выживаемость больных раком по эпигенетическим факторам, которые вырабатываются в опухолях. Эти результаты также указывают на то, что белки, связанные с эпигенетикой, могут использоваться как мишени для лечения рака. Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.
Эпигенетика — это раздел генетики, изучающий наследуемые изменения активности генов. Существуют различные белки, которые способны регулировать активность генов, в том числе подавлять ее. Такие белки либо напрямую модифицируют ДНК, либо влияют на гистоны — белки, участвующие в компактной упаковке ДНК в ядре клеток.
Причиной развития рака часто становятся мутации в важных генах, однако иногда механизмы возникновения рака связаны с эпигенетикой. Например, эпигенетическое подавление активности гена, который в норме не дает клетке неконтролируемо делиться, приводит к развитию опухоли. За счет некоторых эпигенетических механизмов некоторые виды рака также могут приобретать устойчивость к лечению.
Американские ученые попытались выяснить, можно ли использовать эпигенетику для того, чтобы предсказать выживаемость раковых больных. Ранее такие работы уже проводились, но в них исследовалась связь между мутациями в генах, кодирующих эпигенетические факторы, и выживаемостью больных. Однако в новой работе ученые сосредоточились на уровне экспрессии (выработки) таких факторов в клетках опухоли. Биологи проанализировали паттерны экспрессии для 720 эпигенетических факторов в опухолях, которые относятся к 24 типам рака. Оказалось, что для 10 из видов рака по уровню экспрессии эпигенетических факторов можно было предсказать выживаемость пациентов. К ним отнеслись адренокортикальный рак, некоторые разновидности рака почек, печени, легких и мозга. На основе этих данных ученые разработали модель ИИ, которая способа предсказывать выживаемость пациентов с этими видами рака.
Далее исследователи предположили, что причиной развития многих детских видов рака могут быть именно эпигенетические изменения. Это связано с тем, что в клетках детей мутации генов встречаются реже, чем у взрослых, поэтому аномальная активность генов, приводящая к развитию рака, должна объясняться эпигенетикой. Ученые сравнили уровни экспрессии эпигенетических факторов у взрослых и детей для нескольких опасных опухолей, включая нейробластому, остеосаркому, острый миелоидный лейкоз и нефробластому. В результате исследователи нашли несколько общих эпигенетических факторов, экспрессия которых может использоваться для прогноза и у детей, и у взрослых.
Несколько генов из 720 проанализированных в работе в будущем могут быть рассмотрены как потенциальные мишени для лечения рака. Например, с хорошей выживаемостью пациентов были ассоциированы гены, кодирующие ферменты гистонацетилтрансферазы, способные переносить остатки уксусной кислоты на гистоны. Соответственно, чтобы стимулировать активность этих белков, можно использовать вещества, подавляющие ферменты, которые выполняют ровно противоположную функцию, — гистондеацетилазы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
