Met behulp van de genen in ons DNA maken lichaamscellen de stoffen die ze nodig hebben om hun werk te kunnen doen. Zodat ze een hartspier kunnen laten samentrekken bijvoorbeeld. Of een oog iets scherp kunnen laten zien. Om goed te kunnen reageren op hun omgeving, zetten cellen hun genen doorlopend aan en uit in de juiste combinatie. Dat er op het DNA gaspedalen zitten die dat doen, was al bekend. Maar hóe ze dat doen is extreem ingewikkeld, en na 50 jaar wetenschappelijk onderzoek nog steeds niet duidelijk.
Code gekraakt
Nu lijkt de code van die gaspedalen gekraakt. “Dit is enorm belangrijk”, zegt onderzoekersleider Bas van Steensel van het Nederlands Kanker Instituut en Oncode Institute. “In kanker en allerlei andere ziektes zijn er fouten ontstaan in de gaspedaal-codes. Met ons AI-model kunnen we die codes nu lezen en kunnen we gaan ontdekken wat de gevolgen van die fouten zijn. Ons team is al druk bezig om dit te doen voor allerlei soorten kanker.”
Een slimme lab-techniek van Van Steensel en collega’s vormde het startpunt. Met miljoenen DNA-metingen in het lab, leverden zij de gegevens die nodig waren om een computermodel te bouwen en trainen. Dat deden Oncode Institute onderzoeker Jeroen de Ridder en zijn collega’s van UMCU Utrecht. Om er zeker van te zijn dat dit model echt goed werkt, ging het onderzoeksteam steeds heen en terug tussen experimenten in het laboratorium en training van het computermodel.
Wereldwijd toepassen
Wetenschappers wereldwijd kunnen nu dit PARM-model gaan gebruiken om op te helderen hoe de gaspedalen werken in verschillende soorten cellen onder verschillende omstandigheden. “Bijvoorbeeld in een kankercel die reageert op een hormoon of medicijn”, zegt Van Steensel. “Op termijn kan dit bijdragen aan betere diagnoses en behandelingen van kanker.”
1 dag rekenen
Google’s DeepMind heeft recent ook een dergelijk AI-model gemaakt, AlphaGenome. Van Steensel: “Dat is mooi model. Voor het onze is wel 1000 keer minder rekenkracht nodig. Daarom zal het makkelijker te gebruiken zijn voor andere wetenschappers. Met 1 schaaltje cellen en 1 dag rekenen kun je al van alles te weten komen over hoe een cel zijn gaspedalen gebruikt om te reageren op bijvoorbeeld voedingsstoffen of medicijnen.”
Voor de ontwikkeling van dit PARM-model bundelden zeven onderzoeksgroepen hun krachten in Oncode Institute’s PERICODE-project: Bas van Steensel (NKI), Jeroen de Ridder (UMCU), Emile Voest (NKI), Michiel Vermeulen (NKI), Lude Franke (UMCG), Sarah Derks (Amsterdam UMC) en Wilbert Zwart (NKI). Het project werd financieel mede mogelijk gemaakt door Stichting Saxum Volutum en de AVL Foundation.
Het onderzoek van het Antoni van Leeuwenhoek wordt financieel mogelijk gemaakt door KWF Kankerbestrijding
