МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ ЛИНИЙ РАКОВЫХ КЛЕТОК НА ОСНОВЕ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ КЛОНОГЕННОЙ ВЫЖИВАЕМОСТИ КЛЕТОК

Аннотация:

Цель: Результаты лучевой терапии, продолжительность и качество жизни онкологических пациентов существенно зависят от радиочувствительности (РЧ) раковой опухоли, и длительность без-рецидивного периода у пациентов во многом определяется степенью ее радиорезистентности (РР). Результаты исследований молекулярных механизмов радиорезистентности злокачественных образований и классификация раковых клеток по их радиофенотипу сегодня во многом способствуют совершенствованию методов прогнозирования результатов лечения и повышению эффективности лучевой терапии. В настоящей работе разработан метод классификации раковых клеток по их радиочувствительности с применением машинного обучения на основе анализа данных клоногенной выживаемости клеток при действии ионизирующего излучения. Материал и методы: Метод заключается в кластеризации параметров уравнения линейно-квадратичной (ЛК) модели, которая была использована для аппроксимации экспериментальных зависимостей доза-эффект. В процесс обучения статистической модели были включены опубликованные экспериментальные данные 96 линий раковых клеток, для которых определены наборы параметров а, В и их отношение а/В, использующееся в радиобиологи для оценки РЧ клеток. Классификация раковых клеток по их радиочувствительности проведена на основе анализа главных компонент в пространстве параметров (а, а/В) и методов кластеризации k-средних и иерархической кластеризации. Результаты: Применение разработанной статистической модели к большому набору раковых клеток позволило с высокой надежностью разделить радиочувствительные и радиорезистентные клетки на два кластера по параметрам а и а/В ЛК модели. Применение модели к раковым клеткам с приобретенной РР, у которых РЧ была подавлена в результате действии ИИ или гипоксии, позволило проследить сдвиг параметров дочерних клеток из кластера РЧ в кластер РР клеток. С целью исследования генетических механизмов радиочувствительности в работе выполнен биоинформационный анализ распределения мутаций генов, кодирующих белки в сигнальных путях пролиферации, апоптоза, репарации ДНК и антиоксидантной системы защиты клетки. Заключение: Развитая в настоящей работе статистическая модель радиофенотипической классификации раковых клеток на основе их радиочувствительности может быть использована в математических подходах к разработке оптимальных стратегий лучевой терапии, а также в совместном анализе фенотипических и генотипических особенностей раковых клеток с целью выяснения генетических механизмов радиочувствительности и определения биомаркеров радиорезистентности.

Авторы:

Издание: Медицинская физика
Год издания: 2024
Объем: 18с.
Дополнительная информация: 2024.-N 1.-С.18-35. Библ. 46 назв.
Просмотров: 7