Etichette laser e IA intercettano i primi segnali dei tumori
Etichette laser combinate con un sistema di intelligenza artificiale e un sistema di microscopia automatica hanno permesso di individuare sul nascere le anomalie che nelle cellule danno origine ai tumori. È la tecnica di diagnosi più precoce finora sperimentata e in futuro potrebbe finalmente aiutare a capire l'origine dei tumori. È stata messa a punto nel Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) di Heidelberg, in Germania, ed è descritta sulla rivista "Nature".
Il gruppo dell'EMBL guidato da Jan Korbel ha sviluppato il sistema Magic (Machine Learning-Assisted Genomics andIimaging Convergence), che combina microscopia automatizzata, sequenziamento di singole cellule e intelligenza artificiale. Questo gioco di squadra fra tecniche così avanzate permette di intercettare i difetti che nei cromosomi danno il via alla trasformazione di una cellula sana in una cellula tumorale.
"Le anomalie cromosomiche sono una delle principali cause di tumori particolarmente aggressivi e sono strettamente correlate alla morte del paziente, alla formazione di metastasi, alla recidiva, alla resistenza alla chemioterapia e alla rapida insorgenza del tumore", osserva Korbel, autore senior della ricerca.
Nonostante l'idea che le anomalie cromosomiche possano causare il cancro risalga a circa un secolo fa, finora è stato quasi impossibile riuscire a intercettare le cellule anomale. Molte di queste infatti muoiono e il microscopio è stato finora l'unico strumento per individuare, con molta difficoltà, quelle che sopravvivono e si trasformano. Ma adesso, dice Korbel, "finché si ha una caratteristica che può essere distinta visivamente da una cellula 'normale', è possibile, grazie all'intelligenza artificiale, addestrare il sistema a rilevarla".
Il sistema esamina le cellule cercando in particolare le strutture chiamate micronulei, compartimenti chiusi che contengono una piccola porzione del DNA cellulare staccata dal nucleo. Le cellule con i micronuclei tendono infatti a produrre nuove anomalie cromosomiche, il che le rende più inclini a diventare cancerose. Una volta individuate queste cellule anomale, il laser le etichetta con una molecola fluorescente, quindi le cellule etichettate vengono separate dalle altre e analizzate ulteriormente.
Il sistema, in grado di esaminare fino a 100'000 cellule, ha dimostrato che poco più del 10% di tutte le divisioni cellulari provoca anomalie cromosomiche spontanee di qualche tipo e che questa percentuale può raddoppiare quando un gene soppressore dei tumori, come il p53, è mutato.
