Компьютерная программа сравнила клетки рака моделей и пациентов

Это поможет ученым выбирать оптимальные модели для изучения онкологических заболеваний, результаты которых будут более репрезентативными. О своем изобретении ученые написали в журнале Genome Medicine. В исследованиях раковых заболеваний крайне важным является использование моделей. Например, культур злокачественных клеток, выращенных в лаборатории, модифицированных подопытных животных с исследуемой болезнью, органоидов опухолей или клеток и тканей, пересаженных от больных пациентов животным. В каждом отдельном случае изучения болезни ученые отдают предпочтение одной из этих моделей. Так, механизмы возникновения рака часто исследуют на культуре клеток, генномодифицированных животных используют при изучении прогрессирования болезни, а животных с человеческими злокачественными тканями — при испытании эффективности терапии, иногда заменяя эти модели трехмерными органоидами опухолей. Но на которой из них ученые не проводили бы свои опыты, они должны быть максимально похожими на онкологические заболевания, которое встречается у человека. От этого зависит, насколько результаты исследования можно перенести на человека. Чтобы лучше определять сходство моделей и природные опухоли, ученые из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса разработали новую технологию.

Авторы разработали модель на основе машинного обучения, которую назвали CancerCellNet (CCN). Она может самостоятельно проводить сравнение клеток 22 типов рака, которые встречаются в организме людей, и клеток из других источников: 26 генномодифицированных линий мышей-моделей рака, 415 раковых трансплантантов, 131 органоидами опухолей и 657 стандартных раковых клеточных линий, которые выращиваются в лаборатории.

Собственно, сравнение осуществляется на основе сопоставления последовательностей РНК в клетках, содержащих инструкцию к выработке белков. Для этого была использована информация, представленная в базах данных геномов.

Компьютерная модель показала, что в отношении 80 процентов исследованных типов рака, включая рак легких, молочной железы и яичников, клетки генномодифицированных мышей и органоидов опухолей подобны клеткам пациентов. Зато выращенные в лаборатории клеточные линии имели больше различий с клетками людей. Так, клетки PC3, применяемые для изучения рака простаты, по РНК-профилем оказались подобными клетком рака мочевого пузыря.

Авторы надеются, что их разработка поможет ученым выбирать наиболее подходящие новые модели для изучения рака, чтобы получать полезные результаты. Вместе с тем, они отмечают, что CancerCellNet требует еще усовершенствований. Сделать ее более точной сможет внесения дополнительных данных.

Перевод материала nauka.ua