Новое исследование с использованием машинного обучения выявило сотни потенциальных мишеней для противораковых препаратов с биомаркерами

Исследователи из Института Уэллкома Сэнгера использовали возможности машинного обучения для обнаружения 370 ранее неизвестных мишеней для лекарств от различных видов рака, включая рак молочной железы, рак шейки матки и глиобластому. Результаты, опубликованные в журнале Cancer Cell 11 января 2024 года, представляют собой значительный шаг вперед в поисках персонализированной медицины и могут ускорить разработку индивидуальных методов лечения рака.

Прорыв в исследованиях рака

В рамках прорывного исследования ученые из Института Уэллкома Сэнгера представили обширный список из 370 потенциальных мишеней для лекарств при 27 различных видах рака. Это новаторское исследование не только обещает разработку новых препаратов для точной медицины, но и укрепляет «Карту зависимостей рака» (Cancer Dependency Map) — совместную инициативу Института Уэллкома Сэнгера и Института Брод, направленную на разработку стратегий персонализированной терапии рака.

Д-р Мэтью Гарнетт, соавтор исследования, отметил значимость этой работы, заявив: «Эта работа использует новейшие достижения в области геномики и вычислительной биологии, чтобы понять, как лучше всего воздействовать на раковые клетки. Это поможет разработчикам лекарств сосредоточить свои усилия на наиболее перспективных мишенях, чтобы быстрее доставлять новые лекарства пациентам».

Использование геномики и машинного обучения

Обширный список потенциальных мишеней появился в результате анализа данных, полученных из «Карты зависимостей рака». Эта карта была создана путем одновременного изменения с помощью CRISPR-Cas9 почти 18 000 генов в 930 различных линиях раковых клеток человека. Используя возможности машинного обучения, исследователи проанализировали этот колоссальный набор данных, чтобы выявить гены, белки и пути, жизненно важные для выживания раковых клеток.

Биомаркеры: ключ к точной медицине

Что особенно важно, ученые связали эти недавно открытые мишени для лекарств с клиническими биомаркерами. Биомаркеры играют ключевую роль в определении того, какие пациенты, вероятно, получат пользу от лечения, направленного на конкретные генетические мишени. Наличие этих биомаркеров значительно повышает вероятность одобрения препаратов Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на этапе клинических испытаний, увеличивая ее в два-четыре раза, согласно выводам исследователей.

Примечательно, что почти все выявленные мишени для лекарств были связаны с биомаркерами, что указывает на сильный потенциал перевода этих открытий в эффективные методы лечения. Это открытие имеет огромные последствия, так как предполагает, что примерно 30% всех пациентов с раком могут получить пользу от терапии, нацеленной на эти выявленные биомаркеры. Это значительное увеличение по сравнению с ранее оцененными 14% пациентов, которые считались кандидатами на терапию, нацеленную на геном рака.

Однако важно отметить, что, несмотря на огромный потенциал этих биомаркеров, разработка лекарств для всех этих мишеней может быть неосуществима. Возможность нацеливания на эти генетические маркеры варьируется в зависимости от различных видов рака, причем некоторые из них показывают незначительные изменения или их отсутствие в новых мишенях на основе этих выводов. Таким образом, исследователи подчеркивают необходимость продолжения поиска инновационных подходов для расширения арсенала лекарств, доступных пациентам с раком.

Взгляд в будущее терапии рака

Результаты исследования также подчеркивают потенциал тестов на биомаркеры с использованием мультиомиксных данных. Эти тесты, которые одновременно изучают различные уровни биологической информации, такие как экспрессия генов и белков, могут стать переломным моментом в расширении пула мишеней для терапии рака. Используя силу мультиомиксных данных, медицинские работники могут быть лучше оснащены для адаптации лечения к уникальным молекулярным профилям отдельных пациентов, открывая новую эру точной медицины.

Прорывное исследование Института Уэллкома Сэнгера, основанное на машинном обучении и геномике, проложило путь вперед в борьбе с раком. С выявлением 370 потенциальных мишеней для лекарств при различных видах рака в сочетании с ассоциированными биомаркерами перспективы персонализированного лечения рака никогда не были более многообещающими. Хотя проблемы остаются, пересечение передовой науки и вычислительного анализа прокладывает путь к более светлому будущему для пациентов с раком во всем мире.