Si chiama MAGIC ed è un innovativo strumento di intelligenza artificiale che potrebbe contribuire a chiarire le origini del cancro e aprire nuove prospettive per combatterlo. A svilupparlo è stato un gruppo di ricercatori del Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare (EMBL) di Heidelberg, in Germania. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature, è stato guidato da Jan Korbel e Marco Cosenza. Il team ha messo a punto un sistema autonomo che integra microscopia automatizzata, sequenziamento di singole cellule e algoritmi di intelligenza artificiale.
Un approccio innovativo per l’uso dell’intelligenza artificiale
Il nome MAGIC è l’acronimo di Machine Learning-Assisted Genomics and Imaging Convergence. Lo strumento funziona come una sorta di “partita di laser tag” completamente automatizzata: individua le cellule potenzialmente cancerose in base a specifiche caratteristiche visibili.
Gli esperti spiegano che il corpo umano opera seguendo istruzioni genetiche precise. Quando queste istruzioni si alterano, possono generarsi errori genetici che permettono alle cellule di eludere i normali controlli sulla crescita, portando a una divisione incontrollata. Le anomalie cromosomiche — difetti numerici o strutturali nei cromosomi — possono contribuire alla trasformazione delle cellule sane in cellule tumorali.
L’idea che tali anomalie svolgano un ruolo chiave nella formazione del cancro risale a più di un secolo fa, ma i meccanismi precisi alla base di questo processo sono rimasti a lungo poco chiari.
Il ruolo dei micronuclei
MAGIC si concentra in particolare sui micronuclei, minuscoli compartimenti chiusi all’interno delle cellule che contengono piccole porzioni di DNA separate dal resto del genoma. Le cellule che presentano micronuclei tendono a sviluppare ulteriori anomalie cromosomiche e, di conseguenza, un maggiore rischio di trasformazione tumorale.
Il sistema contrassegna questi micronuclei con un laser e un colorante fotoconvertibile, rendendo possibile la loro identificazione e analisi successive.
Come funziona MAGIC
«In pratica», spiega Korbel, «MAGIC utilizza un microscopio automatizzato che acquisisce una serie di immagini di un campione cellulare. Successivamente, un algoritmo di apprendimento automatico — addestrato su dataset annotati manualmente di cellule contenenti micronuclei — analizza le immagini. Quando rileva cellule con micronuclei, ne comunica la posizione al microscopio, che le marca. Grazie alla citometria, queste cellule vengono poi isolate e sottoposte ad analisi approfondite. In meno di un giorno possiamo esaminare quasi 100.000 cellule».
Risultati e prospettive future
I risultati dello studio mostrano che circa il 10% delle divisioni cellulari genera spontaneamente qualche tipo di anomalia cromosomica. Questa percentuale quasi raddoppia in presenza di una mutazione del gene p53, un noto soppressore tumorale. «Il nostro sistema», conclude Korbel, «ha il potenziale per favorire nuove scoperte in diversi ambiti della biologia, migliorando la nostra comprensione dei processi che portano alla formazione del cancro».
Foto di Pixabay: https://www.pexels.com/it-it/foto/fotografia-time-lapse-di-luci-blu-373543/
