Gå til sygdomsliste

Kunstig intelligens skal vise vej til den rette behandling

08-01-2020
Forskere i Kræftens Bekæmpelse har sammen med internationale kolleger udviklet et informationsværktøj, der på baggrund af store mængder data kan udpege gener, der driver udviklingen af kræft. ’Moonlight’ hedder det nye værktøj, som på sigt skal bruges til at finde den rette behandling til den enkelte kræftpatient.

Elena Papaleo, gruppeleder i Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning og ekspert i bioinformatik, har ledet arbejdet med Moonlight. Foto: Marianne Vestergaard

Lad os præsentere: BCL2. Det er navnet på et gen, som spiller en rolle i udviklingen af kræft.

Det særlige ved BCL2 er, at det ser ud til at have to vidt forskellige roller, alt efter hvilken kræfttype det findes i. Mens BCL2 driver udviklingen af kræft i skjoldbruskkirtlen, modvirker det udviklingen af prostatakræft.

Det er ny viden, som er fremkommet ved hjælp af ’Moonlight’, et helt nyt informationsværktøj, som ved hjælp af masser af data og computerkraft identificerer gener, der driver udviklingen af kræft i forskellige kræftformer, og som netop er blevet offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature Communications.

Ikke mindst kan Moonlight udpege ’kræftgener med dobbeltrolle’, det vil sige kræftgener, som fremmer kræftudviklingen i den ene kræftform, mens de modvirker kræftudviklingen i en anden kræftform. Ud af de 151 ’kræftgener med dobbeltrolle’ var de 31 kendt i forvejen, mens de 120 er nyopdagede. Forudsigelserne fra Moonlight skal nu efterprøves på rigtige kræftceller i laboratoriet.

Målet med Moonlight er at skabe et informationsværktøj, som for hver eneste kræfttype kan vise, hvilke gener der driver kræftudviklingen, og på sigt bruge den viden til at give den bedst muligt kræftbehandling til hver enkelt patient

Elena Papaleo, gruppeleder i Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning

Vigtig viden i behandlingen

- Kræftgener med dobbeltrolle er stadig ret nyt territorium for kræftforskerne, men der er store perspektiver. Hvis der findes medicin, der rammer et bestemt gen med to roller, skal det jo kun gives til patienter, hvor genet driver udviklingen af kræft. Hos andre patienter risikerer man at forværre sygdommen, siger gruppeleder i Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning og ekspert i bioinformatik Elena Papaleo, der fik ideen til Moonlight sammen med sin forskerkollega ved universitetet i Miami, Antonio Colaprico.

Derefter samlede de en international forskergruppe bestående af 17 forskere fra forskningsinstitutioner i otte forskellige lande, og for dem er præsentationen af Moonlight kulminationen på tre års intenst arbejde, og arbejdet fortsætter:

- Vi mangler nye og visionære redskaber til at forstå kompleksiteten i, hvad der sker i en kræftcelle. Målet med Moonlight er at skabe et informationsværktøj, som for hver eneste kræfttype kan vise, hvilke gener der driver kræftudviklingen, og på sigt bruge den viden til at give den bedst muligt kræftbehandling til hver enkelt patient, siger Elena Papaleo.

Læs om Kræftens Bekæmpelses forskning i bioinformatik (engelsk):

Computational biology

Moonlight indeholder illustrationer som denne, hvor forskerne kan aflæse, hvilken rolle gener med dobbeltrolle spiller i forskellige kræftformer.

Data og algoritmer

Elena Papaleo fortæller, at der tidligere er lavet lignende informationsværktøjer, der fokuserer på genmutationer. Ideen med at fokusere på de gener, der driver kræftudviklingen, og gener med dobbeltrolle, er ny. Det kan lade sig gøre ved at kombinere mange forskellige oplysninger om gener og kræftceller fra forskellige kilder. Det er for eksempel mængden af et gen i kræftcellen, hvordan det forandrer molekylerne i cellen, og mange andre informationer.

Størstedelen af de data, som Moonlight bygger på, kommer fra det amerikanske The Cancer Genome Atlas (TCGA), der er et stort amerikansk katalog over kræftgener. På den baggrund har forskerne udviklet algoritmer, der kan udpege gener, der har betydning for udvikling af kræft. Konklusionerne er derefter blevet sammenlignet med data fra et andet katalog, the Cancer Cell Line Encyclopedia, der også indeholder data om kræftceller og deres gener.

Så når Moonlight for eksempel på baggrund af oplysningerne i The Cancer Genome Atlas udpeger BCL2 til at være et kræftgen med en dobbeltrolle, tester forskerne derefter, om de når frem til det samme resultat på baggrund af oplysningerne i det andet leksikon.

- Der er en god overensstemmelse mellem de to datasæt, hvilket bekræfter værdien af Moonlights algoritmer, siger Elena Papaleo.

Læs om Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning:

Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning

BCL2-genet testes i Kræftens Bekæmpelses laboratorier

Næste skridt bliver at afprøve resultaterne i laboratoriet. For eksempel skal forskerne i Kræftens Bekæmpelses Center for Kræftforskning teste kræftceller med BCL2-genet, som Moonlight har udpeget som et gen med dobbeltrolle.

- Der ligger rigtig meget arbejde foran os med at efterprøve computernes forudsigelser på rigtige kræftceller. Derfor håber vi også, at forskere rundt omkring i verden vil bruge Moonlight og gå ind og efterprøve netop de gener, som de arbejde med, i deres arbejde.

- Når det gælder BCL2, findes der faktisk medicin, der rammer netop dette gen. Derfor er det vigtigt at vide, at man hjælper den ene type patient ved at bruge medicinen, men hos en anden patient vil det faktisk fremme kræftudviklingen, siger Elena Papaleo.

Moonlight ligger nu frit tilgængeligt på nettet til brug for forskere og læger.

Forskningen er offentliggjort her:

Colaprico et al. Interpreting pathways to discover cancer driver genes with Moonlight. Nature Communications 11, 69 (2020)

Mere om forskningen

Forskerne har analyseret data for over 8.000 kræftprøver fra 18 kræftformer. På den baggrund identificerede de 1.172 gener, som driver kræftudvikling, heraf 151 gener med en dobbeltrolle, det vil sige, at genet i den ene kræftform kan fremme kræft, mens den i en anden kræftform kan modvirke kræft.