Investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) han desarrollado un sistema asistido por IA que podría ayudar a los científicos a identificar las causas del cáncer temprano.
Desarrollado por la agencia intergubernamental respaldada por más de 30 países, Machine Learning-Assisted Genomics and Imaging Convergence (MAGIC) combina inteligencia artificial, tecnología láser y microscopía. Sus creadores en EMBL esperan que algún día, MAGIC ayude a lograr una comprensión de los orígenes del cáncer.
El cáncer es una enfermedad causada por una división celular descontrolada, que puede formar tumores. Esta rápida división celular es causada por errores en el código genético de una célula, que son básicamente las instrucciones sobre cómo funciona. Se sabe que las anomalías cromosómicas, es decir, los "defectos numéricos y estructurales" en los cromosomas, son una causa del crecimiento tumoral.
"Las anomalías cromosómicas son un factor principal para los cánceres especialmente agresivos, y están altamente relacionados con la muerte del paciente, la metástasis, la recurrencia, la resistencia a la quimioterapia y la rápida aparición del tumor," según Jan Korbel, científico senior en EMBL.
La capacidad para detectar estas anomalías es crucial para comprender cómo funciona el cáncer, pero, hasta hace poco, era extremadamente difícil de hacer, ya que solo un puñado de células sanas muestran anomalías cromosómicas al mismo tiempo, y a menudo son eliminadas por el proceso de selección natural del cuerpo antes de que puedan ser estudiadas.
Una solución MÁGICA: Utilizar la inteligencia artificial para combatir el cáncer
La noción de que las anomalías cromosómicas juegan un papel en el crecimiento del cáncer no es reciente, se remonta hasta principios del siglo XX. A pesar de esto, MAGIC es el primer sistema que estudia efectivamente el fenómeno.
MAGIC, que ha estado en desarrollo durante varios años y permite a los científicos estudiar los primeros errores genéticos que conducen al cáncer, funciona casi como el juego de laser tag, aunque en una escala más pequeña.
Primero, un microscopio toma una serie de fotos de células en división. Luego, la parte de inteligencia artificial del sistema busca micronúcleos, pequeñas burbujas que contienen parte del ADN de la célula. Las células con micronúcleos tienden a producir anomalías cromosómicas, por eso el sistema las identifica específicamente.
Después, estas células seleccionadas son iluminadas por un láser que utiliza un tinte químico para cambiarles de color, marcándolas con una etiqueta específica. Usando métodos como la citometría de flujo, las células etiquetadas son separadas y estudiadas en mayor detalle.
En tiempos anteriores, las células tenían que ser revisadas manualmente, un proceso que llevaba tiempo y esfuerzo y ofrecía poca recompensa. MAGIC permite a los científicos revisar más de 100,000 células en un solo día, algo que era impensable anteriormente.
Usando MAGIC, el equipo en EMBL descubrió que más del 10% de las divisiones celulares resultan en anomalías cromosómicas. Cuando p53, que regula el crecimiento tumoral, es suprimido, este número casi se duplica.
El verdadero valor de MAGIC no radica solo en su uso para la investigación del cáncer, sino en su versatilidad y habilidad para detectar todo tipo de características celulares.
"Mientras tengas una característica que pueda ser discriminada visualmente de una célula 'normal', puedes -gracias a la inteligencia artificial- entrenar el sistema para detectarla", dijo Korbel. "Por lo tanto, nuestro sistema tiene el potencial de avanzar en futuros descubrimientos en numerosas áreas de la biología."