Grafische Darstellung: Gene, Chromosomen
Foto:smx12/shutterstock.com

Deep Learning identifiziert 165 neue Krebsgene

Wenn Krebszellen außer Kontrolle geraten, sind in aller Regel DNA-Veränderungen in Krebsgenen daran schuld. Doch einige Krebsarten entstehen bereits bei nur sehr wenigen mutierten Genen. In diesen Fällen führen andere, wenig verstandene Ursachen zur Erkrankung.

Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin und das Institut für Computational Biology des Helmholtz Zentrums München hat nun einen neuen Algorithmus entwickelt, der mit Hilfe von maschinellem Lernen 165 zuvor unbekannte Krebsgene identifizierte. Von diesen Genen sind längst nicht alle mutiert – die neu entdeckten Gene stehen jedoch alle in engem Austausch mit bereits bekannten Krebsgenen. Überdies sind sie überlebenswichtig für Tumorzellen, wie sich im Zellkulturexperiment herausstellte.

Das auf den Namen „EMOGI“ getaufte Programm kann auch erklären, welche zellulären Zusammenhänge jedes der identifizierten Gene zu einem Krebsgen machen. Dazu kombiniert das Programm zehntausende Datensätze aus Patientenproben. Diese enthalten neben Sequenzdaten mit Mutationen auch Informationen über DNA-Methylierungen, die Aktivität einzelner Gene und Interaktionen von Proteinen, die an zellulären Signalwegen beteiligt sind. Ein Deep-Learning-Algorithmus erkennt in diesen Daten die Muster und molekularen Gesetzmäßigkeiten, die zu Krebs führen. So wurden z. B. Gene identifiziert, deren Sequenz bei Krebs meist unverändert bleibt, die jedoch trotzdem für den Tumor unverzichtbar sind, weil sie beispielsweise die Energiezufuhr regulieren.
In der Klinik helfen diese Daten für Erkrankte die jeweils beste Therapie zu finden – also die wirksamste Behandlung mit den wenigsten Nebenwirkungen. Zudem lässt sich anhand der molekularen Eigenschaften eine Krebserkrankung schon frühzeitig erkennen.

Referenz:
MPIMG Berlin, Helmholtz Zentrum München
Integration of Multi-Omics Data with Graph Convolutional Networks to Identify New Cancer Genes and their Associated Molecular Mechanisms, Nature Mach Intell 2021;

https://www.nature.com/articles/s42256-021-00325-y

#krebs #krebsgene #deeplearning #tumor #methylierung #mutation #multiomics #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

  • Autor

    Dr. Rosalia Rutter

    Medizinjournalistin

    Dr. Rosalia Rutter ist eine freie Medizinjournalistin mit einem Studium der Ernährungswissenschaften und Biochemie an der Universität Wien. Sie verfügt über langjährige Expertise im Verfassen medizinischer Inhalte.

Das könnte Sie auch interessieren
Ciprofloxacin Tabletten

Ciprofloxacin: Wirkung, Anwendung und Nebenwirkungen

Ciprofloxacin ist ein Antibiotikum, das gegen verschiedene bakterielle Infektionen wirkt. Ärzt:innen verschreiben es vor allem bei Harnwegs-, Atemwegs- und Magen-Darm-Infektionen. Aufgrund möglicher schwerwiegender Nebenwirkungen wird es nur dann eingesetzt, wenn andere Antibiotika nicht helfen oder nicht geeignet sind.

Frau mit Antibiotika-Tabletten in der Hand

Amoxicillin: Wirkung, Anwendung und Nebenwirkungen

Amoxicillin ist eines der am häufigsten verschriebenen Antibiotika. Es wird zur Behandlung verschiedener bakterieller Infektionen eingesetzt und ist sowohl für Erwachsene als auch für Kinder geeignet. Doch wie genau wirkt Amoxicillin, wann wird es verschrieben und was muss bei der Einnahme beachtet werden?

Antibiotika & Sonne

Antibiotika und Sonne: Was zu beachten ist

Antibiotika sind wichtige Medikamente zur Behandlung bakterieller Infektionen. Allerdings können einige Antibiotika in Kombination mit Sonnenlicht unerwünschte Hautreaktionen auslösen.

Antibiotika und Milchprodukte

Antibiotika und Milchprodukte: Die wichtigsten Informationen

Antibiotika sind wichtige Medikamente, die erfolgreich zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt werden. Allerdings können bestimmte Lebensmittel ihre Wirksamkeit beeinträchtigen.