In Zukunft könnte schon ein wenig Speichel ausreichen, um einen beginnenden Krebs zu erkennen. Forscher der Universität Göteborg haben eine effektive Methode entwickelt, um die Veränderungen der Zuckermoleküle in Krebszellen zu interpretieren.
Glykane sind eine Art Zuckermolekülstrukturen, die mit den Proteinen in unseren Zellen verbunden sind. Die Struktur des Glykans bestimmt die Funktion des Proteins. Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass Veränderungen in der Glykanstruktur auf eine Entzündung oder Krankheit im Körper hinweisen können. Nun haben Forscher der Universität Göteborg eine Methode zur Unterscheidung verschiedener Arten struktureller Veränderungen entwickelt, die möglicherweise eine genaue Antwort darauf liefert, was sich bei einer bestimmten Krankheit ändern wird.
„Wir haben Daten von etwa 220 Patienten mit 11 unterschiedlich diagnostizierten Krebserkrankungen analysiert und je nach Krebsart Unterschiede in der Unterstruktur des Glykans festgestellt. Indem wir unsere neu entwickelte, durch KI verbesserte Methode große Datenmengen verarbeiten ließen, konnten wir diese Zusammenhänge finden“, sagt Daniel Bojar, außerordentlicher Dozent für Bioinformatik an der Universität Göteborg und Hauptautor der in Cell veröffentlichten Studie Berichtsmethoden.
Mithilfe einer KI-gestützten Methode wurden die Muster gefunden
Es gibt auch andere Forschungsgruppen, die die Unterstrukturen des Glykans auf der Suche nach sogenannten Biomarkern untersuchen, die beschreiben, was falsch ist. Hierbei handelt es sich häufig um statistische Tests mittels Massenspektroskopie, um herauszufinden, ob bei Krebserkrankungen der Gehalt einzelner Zucker deutlich höher oder niedriger ist. Diese Tests weisen eine zu geringe Empfindlichkeit auf und sind nicht zuverlässig, da verschiedene Zucker strukturell verwandt und daher nicht unabhängig voneinander sind.
Das Forschungsteam von Daniel Bojar nutzt eine neue Methode unter Einbeziehung von KI, die diese Probleme berücksichtigt und die Muster in den Datensätzen finden kann, wo andere versagen.
Auf unsere Ergebnisse können wir uns verlassen; sie sind statistisch signifikant. Wenn wir wissen, wonach wir suchen, ist es einfacher, das richtige Ergebnis zu finden. Jetzt werden wir diese Biomarker nutzen und Testmethoden entwickeln.“
Daniel Bojar, außerordentlicher Dozent für Bioinformatik an der Universität Göteborg
Neues Massenspektrometer
Im Herbst erhielt seine Forschungsgruppe von der Lundberg-Stiftung 4 Millionen SEK für den Kauf eines hochmodernen Massenspektrometers. Dieses Instrument wird als KI-Plattform dienen, um Forscher bei der Untersuchung von Glykanen, beispielsweise in Lungenkrebsproben, zu unterstützen. Ziel ist es, den Krebs früher zu erkennen, um die Heilungschancen zu verbessern.
„Wir wollen eine zuverlässige und schnelle Analysemethode entwickeln, um Krebs und auch die Krebsart anhand einer Blutprobe oder eines Speichels zu erkennen. Ich denke, dass wir in vier bis fünf Jahren möglicherweise klinische Tests an menschlichen Proben durchführen können“, sagt Daniel Bojar.
Quelle:
Zeitschriftenreferenz:
Lundstrøm, J., et al. (2023). Entschlüsselung von Glykomiken mit einer Reihe von Methoden zur differenziellen Expressionsanalyse. Methoden für Zellberichte. doi.org/10.1016/j.crmeth.2023.100652.
