پژوهشگران مرکز سرطان ام‌دی اندرسون دانشگاه تگزاس با همکاری چند موسسه تحقیقاتی، یک مدل جدید هوش مصنوعی ساخته‌اند که نشان می‌دهد سلول‌های ایمنی چگونه مسیر خود به بخش‌های مشخص بدن را پیدا می‌کنند و چرا از ورود به برخی نواحی خودداری می‌کنند. این یافته‌ها می‌تواند به شناخت بهتر سرطان، بیماری‌های خودایمنی و عوامل موثر بر پاسخ بیماران به درمان کمک کند.

ابزار جدید که «تحلیل فضایی تعامل و جذب سلولی» یا «اسپیسر» (SPACER) نام دارد، از فناوری بررسی فعالیت ژن‌ها در موقعیت مکانی‌شان در بافت استفاده می‌کند. این فناوری مشخص می‌کند کدام ژن‌ها در بخش‌های مختلف بافت فعال‌اند.

پژوهشگران توضیح می‌دهند که اگرچه فناوری‌های پیشین محل استقرار سلول‌های ایمنی را نشان می‌دادند، سازوکار هدایت آن‌ها به نقاط مشخص بدن و عواملی که مانع ورودشان به برخی بافت‌ها می‌شوند، کاملا شناخته نشده بود.

برخلاف بسیاری از مدل‌های هوش مصنوعی که پیش‌بینی‌هایشان به‌راحتی قابل توضیح نیست، اسپیسر ساختار واقعی بافت‌ها و ارتباط میان سلول‌های مجاور را بررسی می‌کند. این روش علاوه بر پیش‌بینی رفتار سلول‌ها، امکان شناسایی عوامل زیستی موثر بر جابه‌جایی آن‌ها را فراهم می‌کند.

پژوهشگران این مدل را روی ۳۷ مجموعه داده مربوط به انواع سرطان آزمایش کردند. نتایج نشان داد عملکرد این مدل هوش مصنوعی در شناسایی پیام‌های زیستی مرتبط با جذب سلول‌ها، ۴ تا ۲۱ برابر بهتر از روش‌های موجود بود.

یکی از یافته‌های اصلی این بود که سلول‌های ایمنی بیشتر به پیام‌های مولکولی محیط اطراف واکنش نشان می‌دهند تا پیام‌هایی که در دیگر بخش‌های بدن جریان دارند.

همچنین، مشخص شد تومورهایی که ژن‌های مرتبط با ارائه آنتی‌ژن در آن‌ها فعال‌ترند، احتمال بیشتری دارد سلول‌های ایمنی تی (T) را جذب کنند. ارائه آنتی‌ژن فرایندی است که سلول‌ها قطعات پروتئینی را برای شناسایی به سلول‌های ایمنی نشان می‌دهند.

پژوهشگران همچنین دریافتند پروتئین‌هایی موسوم به «موسین» که بسیاری از سرطان‌ها تولید می‌کنند، ممکن است مانع فیزیکی ورود سلول‌های تی به تومورها باشند. در داده‌های مربوط به ملانوما و سرطان معده، میزان بالاتر موسین با پاسخ ضعیف‌تر به داروهای ایمنی‌درمانی و پیامدهای نامطلوب‌تر درمان همراه بود.

آزمایش این ابزار روی مدل‌های پیش‌بالینی التهاب قلب ناشی از ایمنی‌درمانی نیز نشان داد سلول‌های تی نوع سی‌دی‌۴ (CD4) مثبت ممکن است در ایجاد التهاب شدید قلب نقشی مهم‌تر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد داشته باشند.

پژوهشگران معتقدند اسپیسر در آینده می‌تواند برای ارزیابی درمان‌های سرطان و بررسی بیماری‌های خودایمنی، ترمیم بافت و بهبود زخم‌ها کاربرد داشته باشد.