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Redes neurais artificiais e microarrays do ADN para prever com sucesso resultados clínicos de pacientes do neuroblastoma

Os pesquisadores no instituto nacional para o cancro (NCI), usaram redes neurais artificiais (ANNs) e microarrays do ADN para prever com sucesso o resultado clínico dos pacientes diagnosticados com neuroblastoma (NB).

O ANNs igualmente identificou um grupo mínimo de 19 genes cujos os níveis da expressão foram associados pròxima com este resultado clínico. Actualmente, o grupo da oncologia das crianças (COG), patrocinado pelo NCO, estratifica pacientes com o neuroblastoma nos grupos altos, intermediários e de baixo-risco baseados em diversos factores. Contudo, quando a estratificação puder guiar o tratamento paciente, não é um predictor da sobrevivência. Agora, a potência com carácter de previsão da análise da expressão genética do microarray acoplada com ANNs podia ajudar a médicos no tratamento de pacientes individuais.

As redes neurais são algoritmos especializados do reconhecimento de padrões modelados após o cérebro humano; aprendem pela experiência. ANNs é usado frequentemente em programas da identificação, tais como a impressão digital ou o software do reconhecimento de voz. Javed Khan, M.D., e sua equipe no ramo pediatra da oncologia do NCO, adaptou um algoritmo do ANN para identificar testes padrões na expressão genética do tumor do N.B. O estudo, que aparece no cancro Research* do 1º de outubro de 2004, foi executado em colaboração com colegas do NCO, de Alemanha e da Austrália.

Primeiramente, os pesquisadores executaram a análise da expressão genética usando os microarrays do cDNA que contêm sobre 25.000 genes para criar perfis globais da expressão genética de tumores preliminares de 49 pacientes diagnosticados com o N.B. cujo o resultado clínico foi sabido. Os pacientes foram divididos em bons (sobrevivência evento-livre por maior de 3 anos) ou (morte devido à doença) grupos deficientes do resultado. “Reservando amostras do teste independente, as redes neurais foram treinadas para reconhecer ou para prever “vivo” ou “os mortos da” perfis expressão das amostras restantes,” disse Khan. “Então nós determinamos se nós poderíamos prever o resultado para as amostras do teste usando estes ANNs treinado.” Encontraram que o ANNs poderia prever o resultado clínico de todo o perfil individual do gene com uma precisão de aproximadamente 88 por cento.

Enquanto estes perfis do gene consistidos sobre 25.000 genes, os pesquisadores tentaram aperfeiçoar os perfis e encontrar o número mínimo de genes que poderiam actuar enquanto um grupo do predictor. O ANNs identificou 19 genes cujos os níveis da expressão poderiam exactamente prever o resultado clínico. Ao somente olhar estes 19 genes, a precisão da previsão do ANN aumentou a 95 por cento, e executou muito melhor do que a estratificação do risco de grupo da oncologia (COG) das crianças actuais. Dois dos genes neste grupo, MYCN e CD44, têm sido conectados previamente ao prognóstico do N.B. - a amplificação de MYCN é um dos factores independentes os mais fortes do prognóstico deficiente -- e diversos dos outros genes são sabidos para ser envolvidos na revelação neuronal.

Usando os 19 genes do predictor, o ANNs podia igualmente dividir o subconjunto dos pacientes classificados como de alto risco em bons e grupos deficientes do resultado. “O que era o mais emocionante,” disse Khan, “era que nós podíamos prever qual dos pacientes de alto risco falharia a terapia convencional. Isto tem a implicação clínica principal desde que nós podemos agora distinguir um grupo de pacientes do ultra-alto-risco que não responderão à terapia convencional e não exigirão conseqüentemente estratégias alternativas do tratamento. Nós podemos igualmente poder reduzir a intensidade e reduzir desse modo a toxicidade do regime do tratamento àquelas previsto para sobreviver baseado em seu perfil da expressão genética.”

“E desde que nós estamos usando 19 genes em vez de 25.000,” Khan adicionou, “nós pode traduzir nossos resultados à clínica porque os ensaios prognósticos simples podem ser desenvolvidos com base neste número pequeno de genes. De facto, três dos genes encontrados sobre-para ser expressado em tumores deficientes do resultado codificam as proteínas segregadas no sangue, significando eles poderiam ser usados como marcadores do prognóstico do soro em uma análise de sangue simples.” Em colaboração com a indústria, o laboratório de Khan agora está desenvolvendo os ensaios clínicos baseados nestes 19 genes e está planeando-os testar para a presença destes marcadores do soro em outros pacientes com N.B. para a previsão prognóstica.

Khan adverte que mais estudos da validação estão exigidos. Seu laboratório tem começado agora um estudo maior da validação usando 300 amostras do tumor do N.B. das experimentações nacionais baseadas nos Estados Unidos (RODA DENTEADA) e no Reino Unido (UKCCSG: Grupo de estudo do cancro da infância de Reino Unido).