Решая проблемы диагностики и лечения рака молочной железы, ученые EPFL разработали EMBER — инструмент, который объединяет транскриптомные данные о раке молочной железы из нескольких баз данных. EMBER может улучшить точность онкологии за счет точного прогнозирования молекулярных подтипов и ответов на терапию.
Рак груди — наиболее часто диагностируемый вид рака в мире. Однако это не однородное заболевание; оно имеет различные подтипы, которые необходимо точно идентифицировать, чтобы врачи могли эффективно подбирать лечение для каждого пациента.
Подтипирование рака традиционно проводилось с помощью гистологического окрашивания (иммуногистохимии), которое визуально определяет специфические маркеры, позволяющие отнести опухоль к определенному подтипу.
Однако в последние годы другой метод произвел революцию в подтипировании рака молочной железы: высокопроизводительное транскриптомное профилирование, которое вместо этого изучает активность генов раковых клеток, определяя общую сумму матричных РНК в каждой клетке (матричная РНК соответствует последовательности гена и считывается рибосомой в процессе синтеза белка).
Транскриптомика опирается на секвенирование РНК («RNAseq»), бурно развивающуюся технологию молекулярной биологии, которая быстро «считывает» последовательность строки РНК. «Многие образцы пациентов с раком груди были подвергнуты глобальному профилированию экспрессии генов консорциумами, и на самом деле существуют три основные общедоступные базы данных с тысячами образцов пациентов, изученных исследователями по всему миру», — говорит профессор EPFL Катрин Брискен.
Она добавляет: «Мы многому научились из различных анализов, и есть предположения, что секвенирование РНК — поскольку оно становится дешевле — может применяться в повседневной клинической практике и помогать в диагностике и принятии решений. Однако этому препятствует тот факт, что анализ РНКсек обычно требует одновременной обработки больших партий образцов, а образцы с разных платформ трудно сравнивать».
Теперь под эгидой трансдисциплинарной сети подготовки докторов наук CANCERPREV, охватывающей 4,2 млн. ЕС, был задуман координируемый Брискеном EMBER («молекулярный EMBeddER»). Это вычислительный инструмент, который объединяет более 11 000 транскриптомов рака молочной железы для прогнозирования подтипов рака на основе одного образца и точно фиксирует ключевые биологические пути, предлагая превосходную предсказательную силу для ответов на терапию.
EMBER был разработан Карлосом Рончи во время обучения на докторской в лаборатории Брискена. «Карлос разработал подход, с помощью которого он помещает основные базы данных в общее пространство», — говорит Брискен. «Он показал, что может добавлять в это пространство дополнительные когорты и, что самое интересное, даже отдельные образцы. Положение образца в этом пространстве „EMBER“ предоставляет дополнительную биологическую информацию».
Для создания EMBER исследователи разработали статистическую модель , которая объединяет данные РНК-секвенирования и микрочипов из известных наборов данных, включая TCGA и METABRIC. Исследование опубликовано в журнале npj Breast Cancer .
Они сосредоточились на пациентах с раком груди на ранней стадии, нормализуя данные, чтобы привести их к общей шкале. Выбрав 1000 наиболее изменчивых генов и используя 44 стабильных гена для нормализации, они сохранили критические характеристики экспрессии генов.
Команда проверила EMBER с использованием независимых когорт пациентов и применила его к данным клинических испытаний, таких как испытание POETIC, где были выявлены потенциальные механизмы резистентности к терапии, такие как усиление сигнализации андрогеновых рецепторов и ослабление сигнализации TGFβ. EMBER также эффективно охватил пять молекулярных подтипов рака груди и ключевые биологические пути, такие как сигнализация эстрогеновых рецепторов и пролиферация клеток.
Одним из важных открытий стало то, что оценка сигнализации эстрогеновых рецепторов на основе EMBER превзошла индекс ER на основе иммуногистохимии, который в настоящее время используется в клинической практике . Это открытие предполагает, что EMBER может более точно предсказывать ответы на эндокринную терапию.
Предоставляя единое пространство для транскриптомных данных рака молочной железы, EMBER позволяет более детально понимать молекулярные подтипы и ответы на терапию. Это может привести к более персонализированным планам лечения и лучшим результатам для пациентов с ER+ раком молочной железы .
EMBER также предлагает потенциальный путь для интеграции секвенирования РНК в стандартные диагностические практики, прокладывая путь для более полной и экономически эффективной диагностики рака. Этот подход не только повышает точность онкологии, но и обеспечивает надежную основу для будущих исследований и клинических приложений.
Большое спасибо за информацию! Интересно, как EMBER может изменить подход к лечению рака молочной железы.
Здорово видеть, что технологии помогают в таких важных вопросах, как рак! Есть ли уже примеры успешного применения EMBER?
У меня в семье был случай рака молочной железы. Очень надеюсь, что такие инструменты как EMBER сделают диагностику более точной!
Это впечатляет! Насколько точно EMBER может прогнозировать молекулярные подтипы? Есть ли ограничения?
Спасибо за статью! Как вы думаете, какие еще области медицины могут выиграть от использования таких вычислительных инструментов?
Я слышал о других проектах в этой области. Чем EMBER отличается от них?
Очень интересно! Как EMBER учитывает данные из разных источников, и как это влияет на результаты?
Это замечательный шаг вперед! Но что делать с пациентами, которые уже находятся на стадии лечения?
Интересно, как EMBER будет интегрирован в клиническую практику? Будет ли это доступно для врачей?
Прогнозирование ответов на терапию звучит многообещающе. Есть ли уже клинические испытания с использованием EMBER?
Я работаю в сфере биоинформатики и мне очень любопытно, как вы справлялись с обработкой данных. Есть ли какие-то советы?
Спасибо за статью! Надеюсь, EMBER поможет сократить время на диагностику и сделает лечение более индивидуализированным.
Этот инструмент может значительно повлиять на уровень жизни пациентов. Как вы думаете, когда мы увидим его широкое применение?
У меня есть опыт работы с другими онкологическими данными. Как EMBER справляется с проблемой качества данных?
Очень важно, чтобы подобные инструменты были доступны не только в больших городах, но и в регионах.
Что вы можете сказать о потенциальных рисках использования таких инструментов в клинической практике?
Я надеюсь, что EMBER станет только первым шагом к более широкому использованию данных для лечения других видов рака.
Вопрос к вам: как вы видите будущее интеграции таких инструментов в повседневную практику врачей?
У меня есть родственники, которые борются с раком молочной железы. Как они могут узнать о возможностях, предоставляемых EMBER?
Спасибо за статью! Будет ли EMBER доступен для исследователей, чтобы они могли использовать его в своих проектах?