12. Juli 2022 – Die meisten Menschen kennen wahrscheinlich die Gesichtserkennung als das Ding, das Ihr Smartphone entsperrt. Laut einer neuen Studie könnte diese Technologie aber auch als Instrument im Kampf gegen Krebs eingesetzt werden.
Ein Forscherteam des University College London und der University of California, San Diego, hat einen Algorithmus entwickelt, der ähnlich wie die Gesichtserkennung funktioniert – nur dass er nicht Gesichter identifiziert, sondern Krebsmutationen in der DNA ausfindig macht.
Diese Mutationen – was Genetiker „Änderungen der Kopienzahl“ nennen – sind mit unterschiedlichen Ergebnissen verbunden, einige besser und andere schlechter, selbst bei Patienten mit derselben Krebsart.
„Was vor allem auf diesem Gebiet gefehlt hat, ist eine Möglichkeit, diese Kopienzahländerungen zu interpretieren“, sagt Nischan Pillay, PhD, der Forscher am University College London, der die leitete Natur lernen.
Das ist es, was dieser Algorithmus tut, sagt Pillay – er übersetzt diese Änderungen in Informationen, die Ärzte eines Tages verwenden könnten, um vorherzusagen, wie sich ein Krebs wahrscheinlich verhalten wird. Dies kann zu genaueren Prognosen, effektiveren Behandlungen und potenziell mehr geretteten Leben führen.
Wie Technologie Krebs in der DNA finden kann
Krebs wird durch DNA-Mutationen oder, einfacher ausgedrückt, durch „Fehler“ verursacht. Manche sind winzig – etwa wenn nur ein Buchstabe des genomischen Codes fehlt. Diese sind „relativ einfach zu interpretieren“, sagt Pillay. Aber Kopienzahländerungen sind größer. Wenn dein DNS sa Buchen, Kopienzahländerungen bedeuten, dass ganze Wörter, Sätze oder ganze Seiten falsch sein können.
„Dann ist es viel schwieriger zu interpretieren“, sagt Pillay. „Also haben wir eine Möglichkeit entwickelt, diese mithilfe von Mustern zusammenzufassen.“
Dazu analysierten er und sein Team fast 10.000 Krebsproben und entdeckten 21 krebsbezogene Muster. Der Algorithmus kann diese Muster identifizieren, so wie eine Gesichtserkennungssoftware einen Verdächtigen in einer Menschenmenge finden kann.
Zum Beispiel: Wenn eine Gesichtserkennungssoftware ein Gesicht findet, zerlegt sie alle Teile – Augen, Lippen, Nase, Augenbrauen – und verwendet sie, um eine digitale Version zu erstellen, die sie mit einer Datenbank bekannter Gesichter vergleicht.
„Da steht: ‚Okay, die größte Ähnlichkeit, die dieses rekonstruierte Gesicht hat, ist die von Person X, Y oder Z’“, sagt Pillay.
Dieser Algorithmus findet kein Gesicht, sondern eine Änderung der Kopienzahl, zerlegt sie in jedes zerbrochene, duplizierte oder fehlende Chromosom und erstellt ein Profil, das er mit diesen 21 bekannten Mustern vergleichen kann, um nach einer Übereinstimmung zu suchen.
„Wir haben etwas sehr Komplexes genommen und in einem Katalog oder einer Blaupause zusammengefasst“, sagt Pillay.
Diese Blaupause könnte verwendet werden, um vorherzusagen, wie ein Krebs wahrscheinlich fortschreiten wird, sodass Ärzte Patienten genau überwachen und „eine andere Therapieform ausprobieren oder die Art der Therapie eskalieren“ können, je nachdem, wie wahrscheinlich der Patient in einem bestimmten Zeitrahmen stirbt , sagt Pillay.
Dies ist erst der Anfang
Wissenschaftler interessieren sich immer mehr für die Rolle, die Änderungen der Kopienzahl bei der Krebsbehandlung spielen können. Diese Veränderungen können beispielsweise auch dazu beitragen, zu zeigen, wie ein Patient wahrscheinlich auf eine Behandlung anspricht, sagt Christopher Steele, PhD, Postdoktorand am University College London und Erstautor der Studie.
Labortechniker können bereits Änderungen der Kopienzahl in Blutproben mithilfe von Flüssigbiopsien analysieren. Wenn wir mehr darüber erfahren, wie diese Ergebnisse zu interpretieren sind, könnten Ärzte sie verwenden, um die Behandlung in Echtzeit anzupassen, je nachdem, wie sich der Krebs entwickelt, sagt Pillay.
Und eines Tages werden wir vielleicht sogar verstehen, wie diese Kopienzahländerungen überhaupt verursacht werden, sagt er, was möglicherweise dazu beiträgt, Krebs zu verhindern.
Es ist alles Teil eines aufstrebenden Teilgebiets der Krebsforschung, das die Art und Weise, wie wir Krebs behandeln, revolutionieren könnte.
„Das ist der Anfang“, sagt Steele.