Комп'ютерний алгоритм знайшов серед плаваючої в крові мікробної ДНК ту, яку можна використовувати для діагностики раку.
Бактерій намагаються використовувати при лікуванні злоякісних пухлин: по-перше, бактерії стимулюють імунітет, яких знищує ракові клітини, по-друге, самі бактерії містять білки, токсичні для пухлини, по-третє, бактерій можна навантажити лікарськими протипухлинними речовинами, щоб вони доставили їх в осередок хвороби; нарешті, є дані, що кишкова мікрофлора підвищує ефективність хіміотерапії.
З іншого боку, бактерії можуть грати на користь раку: наприклад, вони допомагають метастазуючим клітинам вкоренитися на новому місці. Бактеріальну ДНК виявляли в багатьох пухлинах у різних органах (тобто не тільки в кишечнику); втім, і в здорових тканинах бактеріальну ДНК знаходили теж. І ось дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вирішили з'ясувати, чи можна визначити злоякісну пухлину за наявністю у пацієнта специфічних мікробних нуклеїнових кислот - ДНК і РНК.
Для цього проаналізували геномні дані більш ніж з 17 тис. зразків, які включали в себе 33 типу злоякісних пухлин. Це були не тільки зразки пухлин, первинних або тих, що з'явилися в результаті метастазування, але також зразки здорових тканин і зразки крові. Послідовності ДНК і РНК, які в них вдалося прочитати, обробляли за допомогою штучного інтелекту, чиїм завданням було вичленувати серед геномних даних те, що відноситься до мікробів, і відсікти все, що схоже на можливе забруднення.
В результаті дійсно вдалося виявити нелюдські послідовності ДНК і РНК, які відносилися до бактерій, архівів або ж вірусів, і в 12,6% випадках вдалося точно визначити, що генетична послідовність належить саме бактерії або ж вірусу.
Отримані дані збігалися з більш ранніми дослідженнями, наприклад, бактерії Fusobacterium супроводжують шлунково-кишкових пухлин, а сліди вірусів Alphapapillomavirus і Hepacivirus можна знайти в пухлинах шийки матки, голови і шиї. Далі той же алгоритм спробували навчити відрізняти пухлини від здорових тканин, типи пухлин між собою і стадії однієї і тієї ж пухлини на підставі мікробних ознак - перші два завдання алгоритм вирішував добре, останню, про стадії пухлин, менш успішно.
І, нарешті, за допомогою програми спробували відрізнити серед 169 людей здорових від хворих з пухлинами легких, пухлинами передміхурової залози і меланомою. Відрізняти потрібно було по мікробній ДНК в крові; ефективність методу оцінювали в порівнянні з іншим методом, в якому рак теж визначають за аналізом крові, але тільки за вмістом в ній ДНК ракових клітин.
В цілому, як говориться в Nature, визначення злоякісної пухлини по мікробній ДНК в крові виявилося цілком ефективним, хоча якщо ми збираємося використовувати такий метод в клініці, його потрібно відточити на більшому числі клінічних випадків і на більшому числі різних пухлин.
Правда, як пише портал Nature, до цієї роботи все одно залишаються деякі питання, в тому числі і пов'язані з чистотою зразків. Ті зразки, які використовували для навчання машинного алгоритму, брали у пацієнтів таким способом, що в них цілком могла потрапити мікробна ДНК або РНК звідкись ззовні. І хоча автори статті використовували методи аналізу, що дозволяють відсікти забруднення, кінцевий результат, можливо, дає не цілком адекватну картину мікробних слідів в пухлинах. Тобто в перспективі добре б переробити теж саме, але тільки вже використовуючи методики, що дозволяють захиститися від забруднень і дозволяють акуратно прочитати саме мікробну ДНК в людському матеріалі.
Інше питання тут більш фундаментальне - звідки, власне, береться в пухлинах мікробна ДНК? Від самих мікробів, що мешкають прямо в пухлинних клітинах або в просторі між ними, або ж це мікробна ДНК від бактерій і вірусів, які загинули десь в іншому місці? Якщо в пухлинах дійсно є живі мікроби, то варто було б з'ясувати, в яких вони один з одним відносинах, і чи можна, цілеспрямовано діючи на мікробів, якось послабити пухлину.