Wetenschappers voorspellen effectiviteit kankerbehandeling met computeralgoritme

Wetenschappers hebben een manier ontwikkeld om te voorspellen of een bepaalde therapie kankercellen kan doden. Zij ontwikkelden een algoritme dat de reactie van de cellen voorspelt, iets dat moet helpen bij de ontwikkeling van nieuwe therapieën.

Het concept is ontwikkeld door de universiteit in Tel Aviv in samenwerking met wetenschappers van onder andere MIT en Harvard. Volgens de makers werkt het ontwikkelde algoritme met zogenaamde synthetische letaliteit. Dat houdt in dat veranderingen, die leiden tot inactiviteit, in twee of meer genen, gezamenlijk dodelijk zijn voor de cel, terwijl een verandering in een enkel gen dat juist niet is. Het identificeren van veranderingen in genenparen die gezamenlijk synthetisch letaal zijn kan helpen bij het ontwikkelen van gepersonaliseerde kankertherapie door gericht genen uit te schakelen.

Volgens de wetenschappers wordt het ontwikkelen van kankertherapie op basis van synthetische letaliteit gehinderd doordat het lastig is uit te zoeken welke genetische veranderingen hun 'letale partners' zijn; het is immers onwaarschijnlijk dat inactieve genen die gezamenlijk voor celdood zorgen tegelijkertijd aanwezig zijn in een cel. Het door de universiteit in Tel Aviv ontwikkelde algoritme moet daar veranderingen in brengen.

De onderzoekers onderzochten een grote dataset met de genetische profielen van kankercellen. Daarin hielden zij de regel aan dat genetische letale partners, oftewel geïnactiveerde genen, wel individueel voor kunnen komen in cellen, maar niet gezamenlijk. Daardoor konden zij genetische veranderingen detecteren die gezamenlijk waarschijnlijk niet levensvatbaar zijn. Op basis van de gegevens werd een algoritme gebouwd dat voorspelt of genen hun letale partners zijn. Vervolgens werd een genetisch netwerk opgesteld waaruit de relaties tussen verschillende genen duidelijk worden.

Het ontwikkelde algoritme werd gevalideerd op basis van het voorspellen van partnergenen waarvan al eerder bekend was dat veranderingen voor celdood kunnen zorgen. Daardoor denken de wetenschappers dat het door hen ontwikkelde genetische netwerk kan helpen bij de ontwikkeling van nieuwe kankertherapieën. Het idee is dat er bij een patiënt wordt gekeken naar welke genen inactief zijn, waarna met een medicijn zijn letale partner wordt uitgeschakeld, resulterend in de dood van de kankercel.

Deze vorm van gepersonaliseerde therapie moet de effectiviteit van bestaande therapieën verhogen en voor minder bijwerkingen zorgen. Ook kan het onderzoeken van letale veranderingen in genenparen helpen bij het ontrafelen van de biologie die ten grondslag ligt aan het ontwikkelen van kanker.

Reacties (25)

[blorf]

Op de een of andere manier doet het me een beetje denken aan rommelen in een binary executable of een draaiend proces waarbij 2 bytes of reeksen een bepaalde relatie met elkaar lijken te hebben wat gebruikt kan worden om het programma te manipuleren. Zijn ze nou genen/DNA aan het hacken?

[Reactie gewijzigd door blorf op 23 juli 2024 21:32]

[Pazienza]

Zo zou je het kunnen stellen. In jip en janneke taal komt het er op neer dat je bijvoorbeeld gen A t/m Z hebt. Wat blijkt nou? Als gen F en gen K tegelijkertijd inactief zijn sterft de cel. Hetzelfde geldt voor gen H en gen T.

Wat ze dan gaan doen is kijken welke genen inactief zijn in een kankercel, als dat gen K is, maakt men gen F inactief waardoor de cel overlijdt.

[rob12424]

Je moet hier wel een paar kanttekeningen bij plaatsen:

Stel je schakelt dat gen uit in die ene kanker cel, hoe voorkom je dat dat gen niet wordt uitgeschakeld in andere gezonde cellen?? (dat is vooral het probleem bij ook bijvoorbeeld Chemokuren)

Als je dat ene gen uitschakelt heb je kans dat het weer een ander gen activeert. Daarnaast heb je ook nog te maken met vouwen in het dna enz.

Daarnaast zijn er nog veel dingen onduidelijk en aannames betreft bepaalde dingen in de ontwikkeling van kanker die helaas nooit zijn aangetoond.

Overigens in NL worden er ook best goede onderzoeken gedaan ook al zijn we een klein land:

Hier een voorbeeld: https://www.youtube.com/watch?v=YhECMVFABDs

[Pazienza]

Nee, je gaat te snel en te hard. Jij bent aan het nadenken over hoe deze kennis in de praktijk gebruikt kan worden. Terwijl we zo ver nog niet zijn en het hier in eerste instantie alleen om de fundamentele kennis gaat.

Met andere woorden: Zodra je weet welk gen in tumorcellen onderdrukt moet worden kun je concreet daar over na gaan denken. Deze onderzoekers proberen te voorspellen wélk gen onderdrukt moet worden. Daarna begint een ingewikkeld proces van jaren lang onderzoek om uiteindelijk tot een effectieve methode te komen om dat gen ook daadwerkelijk 'uit' te kunnen zetten.

Al die haken en ogen die jij noemt zijn dus pas relevant bij vervolgonderzoek.

Op zich wel interessant om te zien dat wiskundigen zich ook bezig houden met onderzoek naar deze ziekte. De tijden dat het onderzoek naar dit soort dingen enkel besteed was aan Chemisch biologen en chemici is definitief voorbij. Vergaande integratie van andere wetenschappers (wiskundigen, statistici) is nodig om de ongelooflijk grote hoeveelheid data te kunnen verwerken en daarmee ons in de goede richting te helpen om effectieve behandelmethoden te ontwikkelen. Ik heb hier onlangs nog een interessant artikel over gelezen dat ik heb moeten presenteren aan mijn professor.

[Reactie gewijzigd door Pazienza op 23 juli 2024 21:32]

[RN Idema]

"... hoe voorkom je dan dat dat gen wordt uitgeschakeld in gezonde cellen?"

Dat hoef je niet te voorkomen omdat uitschakeling van 1 gen niet letaal is.

"Als je dat ene gen uitschakelt heb je kans dat het weer een ander gen activeert."

Inderdaad. Maar als deze methode af en toe, gedeeltelijk, en/of tijdelijk werkt ben je toch weer een klein stapje verder met de behandeling. De verbeterde behandelresultaten van kanker tot nu toe zijn bereikt in vele, vele kleine stapjes.

Hoe dan ook een zeer vindingrijke methode!

[Pazienza]

"Dat hoef je niet te voorkomen omdat uitschakeling van 1 gen niet letaal is."

Dat kun je absoluut niet zo stellen!

Dat gen heeft wel degelijk een functie in gezonde cellen en kun je dus niet rucksichtlos zo maar uitzetten!

Stel bijvoorbeeld dat het een gen is dat belangrijk is voor het functioneren van de nieren wat je uit wilt zetten. Door het gen uit te schakelen kun je dan misschien de longkanker van een patiënt behandelen, maar als dit nier falen tot gevolg heeft...

Het lichaam en de genetische code die daarbij hoort is ontzettend complex, dus 'even een gen uitschakelen' zal absoluut niet aan de orde zijn.

[ikwilwp8]

Inderdaad, je hebt gelijk. Omdat alle cellen in den beginne precies hetzelfde zijn maken alleen de afwezigheid van inhibators op bepaalde genen het verschil. Het kan dus inderdaad zo zijn dat een cel haar complete werking verliest door gerommel aan het DNA. Hoe dan ook, we komen we elk jaar een stap dichterbij!

[bas_emmen]

Uit negatief oogpunt ook interessante informatie voor verzekeraars. Er kan berekend worden wat de globale (gepersonaliseerde) behandelkosten voor een patient zijn. Of laat de computer van tevoren bepalen of een patient wel geholpen mag/gaat worden.

[svennd]

Probleem is daar dat je heel wat data nodig hebt op het moment van de ziekte, de kankercellen moeten worden geanalyseerd. (sequencing, CNV, expressie niveau's, ...) dat kan enkel op de patiënt die reeds in behandeling is ...

Overigens is dit niet zo heel interessant voor de verzekeraar, je verzekert namelijk voor je de ziekte krijgt, niet als de ziekte reeds is vastgesteld. Aan de andere kant, als je reeds zeker bent dat een behandeling inactief is, hoeft de verzekeraar er ook niet voor te betalen.

[DiedX]

Aan de andere kant: als je zeker weet dat een behandeling niet gaat helpen, behandel je niet daarmee, en bespaar je 100k+?

[RN Idema]

Dat is niet per se negatief. Als een behandeling met veel bijwerkingen niet effectief is voor een patiënt, is niet alleen de verzekeraar, maar vooral de patiënt zelf er zeer bij gebaat dat de dokter dat tevoren weet en de behandeling niet gaat toepassen.

[BoringDay]

Maar dat gaat tegen de regels in, gezien het feit verzekeraars niet de taak van de arts heeft zijn ze ook niet bevoegd om hier uitspraken over te doen. Daarvoor hebben we artsen (wetenschappers) die hiervoor opgeleid zijn.

[psyBSD]

Dat is leuk in theorie.

Maar in de praktijk bepalen apothekers onder druk van verzekeraars mede welke medischijnen je voorgeschreven krijgt. Ookal schrijft een specialist een specifieke uitvoering voor, dan hebben apothekers de vrijheid om hiervan af te wijken.

Dit heeft ook vaker dan gewenst medische implicaties die men vanuit kosten perspectief liever niet noemt.

[BoringDay]

Is het dan niet de taak v.d. overheid om in te grijpen?
Immers hebben ze zelf rond de periode anno 2005 zelf in de wet AWIR opgenomen dat de zorgverzekeraar geen invloed mag uitvoeren op de behandeling en de kosten hiervan. AWIR is een grondwet die ook niet zomaar gewijzigd mag worden omdat het beter uitkomt, maar bedoeld voor bescherming van de burgers.

Daarbij ligt de keuze en verantwoording volgens mij bij de minister en zeker niet de verzekeraars.

[Reactie gewijzigd door BoringDay op 23 juli 2024 21:32]

[walberg]

Ach maar uiteindelijk zullen volgens Marijn Dekkers (directeur Bayer Nederland) alleen maar rijke mensen geholpen kunnen worden.

[notsonewbie]

Die kant is het niet op, het is nu al ver op die weg, anno nu.

Als in SF iets veelvuldig verwacht, ook verfilmd, wordt, dan komt het vaak uit, ik gok met de zorg idem.

[notsonewbie]

'Computer says no...'

Eerst maar eens testen met 10.000 (vrijwillige!) mensen en een vast budget.
Alvorens weer zo een na het zuur komt het zoet belofte in de markt te zetten.

[Verwijderd]

The computer says, NO

Als het algoritme inderdaad werkt zegt de computer inderdaad TERECHT nee tegen een bepaalde behandeling. Een behandeling die niet werkt is tenslotte nadelig voor zowel de patient (onnodige belasting van het lichaam en mogelijke bijwerkingen, alsmede wekken van valse hoop) als de maatschappij (kosten).

Tegelijkertijd kan de computer ook JA zeggen tegen een andere behandeling die wel werkt. Zelfs als zo'n alternatieve behandeling op zich duurder is dan is dat uiteindelijk toch goedkoper dan lukraak weg allerlei (goedkope) behandelingen te proberen.

[wica]

Een algoritme is ook door eens mens gemaakt. Ik ben van mening dat wij teveel vertrouwen leggen in o.a. algoritme. Deze kunnen ook fouten bevatten en daarmee een foute uitkomst geven.

[Verwijderd]

Dat is inderdaad mogelijk. Het voordeel echter van een computer algoritme is dat je dat kunt controleren, zowel op code niveau als op functioneel niveau. Ook kan in zo'n situatie de redenering die ten grondslag ligt aan het algoritme onafhankelijk gecontroleerd worden. Door dit grondig en correct te doen kun je ervoor zorgen dat het foutloos werkt. Dit zal zeker niet makkelijk zijn, maar het is wel mogelijk.

Het alternatief, dat iedere behandelende arts een beslissing neemt over welke behandeling de beste kans van slagen heeft is volgens mij veel gevoeliger voor fouten. Denk hierbij maar eens aan:

- Competentie niveau van de desbetreffende arts. Daar zit veel variatie in, van uitmuntend tot ronduit incompetent.
- Persoonlijke situatie van de desbetreffende arts. Ook een capabele arts kan door omstandigheden zoals overmatige stress plotseling fouten maken die hij/zij nooit zou maken onder ideale omstandigheden.