Ne aşteaptă viaţa artificială, fără boală? IBM oferă un supercomputer medicinei şi cercetătorii se „joacă“ cu ADN-ul

Ingineria genomului avansează odată cu tehnologia. După ce IBM a anunţat că îşi pune supercomputerul Watson în slujba căutării de tratamente pentru cancer, cercetătorii au reuşit să creeze un cromozom sintetic şi să-l folosească cu succes. Pot însă să-i modifice structura după cum doresc.

Luna aceasta, IBM a anunţat că supercomputerul Watson va fi oferit cercetătorilor de la New York Genome Center pentru a-i ajuta în munca lor. IBM şi NYGC vor testa o versiune a Watson specializată pentru cercetare genomică, iar medicii oncologi vor putea folosi computerul drept un instrument care să ofere îngrijiri medicale personalizate. Este un pas pe care îl face IBM spre acest domeniu al medicinei personalizate, iar de putere de calcul nu duce lipsă. Fast Company notează că Watson va scana mii de mutaţii descoperite în tumorile canceroase a 25 de pacienţi.

Aceştia s-au oferit voluntari şi Watson va căuta să potrivească analizele mutaţiilor cu medicamentele disponibile în prezent. Astfel, medicii vor avea acces la o bază de date care să le permită să reducă timpul înaintea administrării tratamentului. Sunt foarte puţini pacienţi care beneficiază de tratament personalizat adaptat pe mutaţiile de cancer. Medicii nu au instrumentele şi timpul necesare pentru a potrivit medicamentaţia cu datele ADN. Watson însă poate procesa cantităţi foarte mari de date şi este vârful de lance al IBM pentru dezvoltarea inteligenţei artificiale.

Supercomputerul IBM, conectat şi la cloud, va analiza datele disponibile şi va avea acces la literatură de specialitate şi specificaţiile medicamentelor. În plus, Watson este conceput să „înveţe“ mereu. „În loc să folosim oameni care să analizeze datele de care dispunem, Watson poate face asta. În loc să îl folosim pentru a câştiga concursuri de cultură generală (n.red.: Jeopardy!), îl putem utiliza pentru a învinge cancerul“, a afirmat Bob Darnell, directorul Centrului Genomic din New York.

Parteneriatul dintre IBM şi NYGC

Ajay Royyuru de la IBM a detaliat pentru ArsTechnica şi alte aptitudini ale computerului Watson. Acesta va identifica mutaţiile distincte de tumoră, ce lanţ de proteine afectează şi ce medicamente atacă proteinele din acele lanţuri. Watson poate sugera combinaţii de medicamente pentru a ataca mai multe ţinte. Asta şi pentru că tumorile sunt eterogene, iar supercomputerul IBM poate să distingă între diversele tipuri de celule. Şi, în final, ceea ce unei echipe de specialişti îi ia o săptămână, Watson poate face imediat.

Viaţa sintetică începe cu un cromozom

La doi ani de când cercetătorii au reuşit să înlocuiască genomul dintr-o bacterie cu unul artificial, ajung la altă premieră: cromozomul sintetic introdus într-o celulă de malţ. Genomul este suma genelor şi altor informaţii ereditare ale unui organism care stabileşte caracterele ereditare şi trăsăturile biologice. Cromozomul este o structură celulară care păstrează şi transmite informaţia ereditară. Omul are 46 de cromozomi care se împart în 22 de perechi identici la bărbaţi şi la femei şi o pereche de cromozomi sexuali. Aceştia din urmă sunt identici la femei (XX) şi diferiţi la bărbaţi (XY).

Cultura de malţ

Cercetătorii care au făcut transplantul de cromozomi au eliminat 15% din cel sintetic, din ceea ce au considerat informaţiile redundante, şi, totuşi, acesta şi-a intrat bine în „rol“. Actualul test a fost necesar, deoarece cel de acum doi ani a fost realizat pe o celulă eucariotă căreia îi lipseşte nucleul. Cea de malţ este procariotă şi are în comun, cu plantele şi animale (deci, şi oamenii) 2.000 de gene, notează BBC. În urma experimentului, cromozomul artificial a fost acceptat de către celula de malţ alături de ceilalţi 15 cromozomi. 

Următorul pas pentru cercetători a fost să urmărească reproducerea celulei şi a trecut astfel testul viabilităţii. Ei au ales celula de malţ, deoarece pe lângă aplicaţiile practice în fabricarea berii şi dospirea pâinii, poate fi utilizat şi în domenii industriale. O companie din California a folosit deja biologia sintetică pentru a crea malţ care poate produce artemisinin, ingredient utilizat în vaccinul anti-malarie. Doctorul Jef Boeke de la Centrul Medical Langone de la Universitatea din New York a spus că acest experiment reuşit reprezintă trecerea de la teorie la realitate.

Cromozomul sintetic de malţ. Bucăţile cu galben au fost şterse în întregime şi fiecare pin marchează o modificare

„Ce-i interesant e cât de mult au schimbat cromozomul sintetic şi, totuşi, a reuşit o celulă bună“, a afirmat acesta. Mai mult, în timpul experimentului au „învăţat“ cromozomul şi trucuri noi, rearanjând informaţia genetică şi putând aplica apoi diverse modificări. Astfel, cercetătorii consideră că pot uşura procesul manipulărilor genetice şi vor putea utiliza celule de malţ în tot felul de activităţi, alterându-i structura când au nevoie.