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Reti neurali artificiali e microarrays del DNA per predire con successo i risultati clinici dei pazienti di neuroblastoma

I ricercatori all'istituto nazionale contro il cancro (NCI), hanno usato le reti neurali artificiali (ANNs) ed i microarrays del DNA per predire con successo il risultato clinico dei pazienti diagnosticati con il neuroblastoma (NB).

Il ANNs egualmente ha identificato un insieme minimo di 19 geni di cui i livelli di espressione sono stati associati molto attentamente con questo risultato clinico. Corrente, il gruppo dell'oncologia dei bambini (COG), promosso dal NSC, stratifica i pazienti con il neuroblastoma nei gruppi alti-, intermedi ed a basso rischio basati su parecchi fattori. Tuttavia, mentre la stratificazione può guidare il trattamento paziente, non è un preannunciatore della sopravvivenza. Ora, la potenza premonitrice dell'analisi di espressione genica di microarray accoppiata con ANNs ha potuto assistere i medici nel trattamento di diversi pazienti.

Le reti neurali sono algoritmi specializzati di riconoscimento di forme modellistici dopo il cervello umano; imparano per esperienza. ANNs è usato spesso nei programmi dell'identificazione, quali l'impronta digitale o il software di riconoscimento della voce. Javed Khan, M.D. ed il suo gruppo al ramo pediatrico dell'oncologia del NSC, ha adattato un algoritmo di annuncio per identificare i reticoli nell'espressione genica del tumore di N.B.:. Lo studio, che compare nel Cancro Research* del 1° ottobre 2004, è stato svolto in collaborazione con i colleghi dal NSC, dalla Germania e dall'Australia.

In primo luogo, i ricercatori hanno eseguito l'analisi di espressione genica facendo uso dei microarrays del cDNA che contengono oltre 25.000 geni per creare i profili globali di espressione genica dei tumori primari da 49 pazienti diagnosticati con N.B.: di cui il risultato clinico è stato conosciuto. I pazienti sono stati divisi nei buoni (sopravvivenza senza evento per più maggior di 3 anni) o (morte dovuto la malattia) gruppi difficili di risultato. “Accantonando i campioni indipendenti, le reti neurali sono state preparate per riconoscere o predire “vivo„ o “i morti„ profili di espressione dai campioni restanti,„ ha detto Khan. “Poi abbiamo determinato se potessimo predire il risultato per i campioni facendo uso di questi ANNs preparato.„ Hanno trovato che il ANNs potrebbe predire il risultato clinico da tutto il profilo determinato del gene con un'accuratezza di circa 88 per cento.

Mentre questi profili del gene consistiti di oltre 25.000 geni, i ricercatori hanno provato ad ottimizzare i profili ed a trovare il numero minimo dei geni che potrebbero fungere da un insieme del preannunciatore. Il ANNs ha identificato 19 geni di cui i livelli di espressione potrebbero predire esattamente il risultato clinico. Nell'soltanto esaminare questi 19 geni, l'accuratezza di previsione di annuncio è aumentato a 95 per cento ed ha eseguito molto meglio della stratificazione di rischio collettivo dell'oncologia (COG) dei bambini correnti. Due dei geni in questo gruppo, MYCN e CD44, precedentemente sono stati connessi alla prognosi di N.B.: - l'amplificazione di MYCN è uno di più forti fattori indipendenti della prognosi difficile -- e vari degli altri geni sono conosciuti per partecipare allo sviluppo di un neurone.

Facendo uso dei 19 geni del preannunciatore, il ANNs poteva egualmente dividere il sottoinsieme dei pazienti classificati come ad alto rischio nei buoni e gruppi difficili di risultato. “Che cosa era il più emozionante,„ ha detto Khan, “era che potevamo predire quale dei pazienti ad alto rischio avrebbero venuto a mancare la terapia convenzionale. Ciò ha implicazione clinica principale poiché ora possiamo distinguere un gruppo di pazienti di ultra-alto-rischio che non risponderanno alla terapia convenzionale e quindi non richiederanno le strategie alternative del trattamento. Possiamo anche potere diminuire l'intensità e quindi ridurre la tossicità del regime del trattamento a quelle preveduto per sopravvivere a basato sul loro profilo di espressione genica.„

“E poiché stiamo usando 19 geni invece di 25.000,„ Khan ha aggiunto, “noi può tradurre i nostri risultati alla clinica perché le analisi prognostiche semplici possono essere sviluppate in base a questo piccolo numero dei geni. Infatti, tre dei geni trovati sovra-per essere espresso nei poveri tumori di risultato codificano le proteine secernute nel sangue, significante essi potrebbero essere utilizzati come indicatori di prognosi del siero in un'analisi del sangue semplice.„ In collaborazione con l'industria, il laboratorio di Khan ora sta sviluppando le analisi cliniche basate su questi 19 geni e pianificazione provare a presenza di questi indicatori del siero in altri pazienti con N.B.: per la previsione prognostica.

Khan avverte che più studi di convalida sono richiesti. Il suo laboratorio ora ha cominciato un più grande studio di convalida facendo uso di 300 campioni del tumore di N.B.: dalle prove nazionali basate negli Stati Uniti (DENTE) e nel Regno Unito (UKCCSG: Gruppo di studio del Cancro di infanzia del Regno Unito).