Giảng viên Đại học Công nghiệp Hà Nội công bố phương pháp xác định các gene chỉ dấu ung thư từ dữ liệu mạng tín hiệu tế bào người

Ung thư là một căn bệnh trên hệ gene, một hệ phức hợp, ở đó một hoặc nhiều gen đột biến dẫn đến sự tăng sinh tế bào bất thường. Về lý thuyết, có khoảng 200 loại ung thư tương ứng với khoảng 200 loại tế bào ở khắp các bộ phận cơ thể người. Trong mỗi tế bào, có một mạng lưới liên kết các gene gây ra ung thư gọi là mạng tín hiệu ung thư, cấu trúc của nó đặc trưng cho từng loại tế bào ung thư. Chẩn đoán sớm và điều trị mỗi loại ung thư thường dựa trên những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc của mạng tín hiệu ung thư.

Khi phân tích dữ liệu mạng lưới của 16 loại (tế bào) ung thư hay gặp bằng kỹ thuật phân tích Hệ phức hợp (Complex System) theo tiếp cận mạng lưới, TS. Trần Tiến Dũng, giảng viên khoa Công nghệ thông tin – Đại học Công nghiệp Hà Nội và nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát hiện ra rằng độ hỗn độn cấu trúc của mạng tín hiệu ung thư cho biết tỉ lệ sống sót ung thư 5 năm. Nói cách khác, nếu cấu trúc của một mạng tín hiệu ung thư càng “chằng chịt”, khả năng sống sót trong 5 năm của người mắc loại ung thư đó càng thấp cho dù sự “chằng chịt” này giúp hệ thống gene khó mắc bệnh hơn. Phát hiện này gợi ý rằng một loại ung thư với mạng tín hiệu càng “chằng chịt”, sẽ càng khó chữa trị vì cấu trúc mạng tín hiệu của nó bền vững với tác động của các phép điều trị hóa và sinh học phân tử. Mỗi loại ung thư có thể được phát hiện sớm bằng việc đo mức độ biểu hiện của một nhóm gene đặc biệt gọi là các gene chỉ dấu (biomarker genes). Việc tìm ra các gene chỉ dấu ung thư đang được giới nghiên cứu y-sinh quan tâm vì nếu phát hiện sớm ung thư, có thể đẩy lui số ca tử vong ung thư đang ngày một tăng (Việt Nam có hơn 94,700 người ung thư chết mỗi năm, nguồn CancerIndex năm 2012). Nhóm nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp xác định vùng lõi R-core của một hệ thống mạng có hướng và phát hiện ra nhiều gen chỉ dấu ung thư cư trú tại các lõi R-core trong cùng của 16 mạng tín hiệu ung thư. Danh sách gene chỉ dấu 16 loại ung thư phổ biến nhất được tìm thấy trong nghiên cứu là một nguồn tư liệu tin cậy phục vụ việc chế tạo các chíp xét nghiệm ung thư (Hình 1).

Hình 1. Nghiên cứu công bố 01 phương pháp xác định các gene chỉ dấu ung thư từ dữ liệu mạng tín hiệu tế bào người, phục vụ chế tạo Biochip xét nghiệm sớm ung thư.

Nghiên cứu này đã sử dụng một kỹ thuật hiện đại trong phân tích Hệ phức hợp để tìm ra các gene chỉ dấu cho 16 loại ung thư phổ biến nhất, đóng góp không nhỏ vào việc nghiên cứu điều trị ung thư hiện nay. Toàn văn công trình nghiên cứu được công bố tại địa chỉ https://doi.org/10.1371/journal.pone.0199109

Nguồn:

Tran T-D, Kwon Y-K (2018) Hierarchical closeness-based properties reveal cancer survivability and biomarker genes in molecular signaling networks. PLoS ONE 13(6): e0199109.