Επιστήμονες στο European Molecular Biology Laboratory (EMBL) στη Χαϊδελβέργη ανέπτυξαν ένα πρωτοποριακό σύστημα τεχνητής νοημοσύνης με την ονομασία MAGIC (Machine learning-Assisted Genomics and Imaging Convergence), το οποίο μπορεί αυτόματα να εντοπίζει και να «σημαδεύει» κύτταρα που εμφανίζουν πρώιμα σημάδια χρωμοσωμικών ανωμαλιών – συγκεκριμένα μικροπυρήνες (micronuclei) – μικρές δομές γεμάτες DNA που έχουν αποκολληθεί από το κύριο γονιδίωμα.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature στις 10 Μαρτίου 2026, επιβεβαιώνει μια θεωρία που διατύπωσε ο Γερμανός επιστήμονας Theodor Boveri στις αρχές του 20ού αιώνα: οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες (αλλαγές στον αριθμό ή τη δομή των χρωμοσωμάτων) αποτελούν βασικό μηχανισμό έναρξης του καρκίνου, καθώς επιτρέπουν στα κύτταρα να χάνουν τον έλεγχο της ανάπτυξης και να γίνονται κακοήθη.
Πώς Λειτουργεί το MAGIC – «Λέιζερ Τάγκ» για Κύτταρα
Το σύστημα λειτουργεί σαν αυτοματοποιημένο παιχνίδι «λέιζερ τάγκ»:
- Αυτοματοποιημένο μικροσκόπιο σαρώνει χιλιάδες κύτταρα και τραβάει εικόνες.
- Αλγόριθμος μηχανικής μάθησης (εκπαιδευμένος με χειροκίνητα ετικετοποιημένα παραδείγματα) εντοπίζει κύτταρα με μικροπυρήνες.
- Όταν εντοπιστεί τέτοιο κύτταρο, το μικροσκόπιο κατευθύνει δέσμη φωτός σε αυτό, ενεργοποιώντας φωτομετατρέψιμη χρωστική ουσία που αλλάζει χρώμα – «σημαδεύοντας» μόνιμα το κύτταρο.
- Τα σημαδεμένα κύτταρα απομονώνονται εύκολα (π.χ. με κυτταρομετρία ροής) και μπορούν να αναλυθούν γενετικά σε βάθος.
Με αυτό τον τρόπο, το MAGIC μπορεί να εξετάσει έως και 100.000 κύτταρα σε λιγότερο από μία ημέρα – κάτι που με χειροκίνητη μέθοδο ήταν πρακτικά αδύνατο.
Τα Κύρια Ευρήματα
- Σε φυσιολογικά ανθρώπινα κύτταρα σε καλλιέργεια, περίπου 10% των κυτταρικών διαιρέσεων παράγουν αυθόρμητες χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
- Όταν μεταλλαχθεί το γονίδιο p53 (ο πιο γνωστός καταστολέας όγκων), το ποσοστό σχεδόν διπλασιάζεται.
- Οι μικροπυρήνες αποτελούν πρώιμο δείκτη: τα κύτταρα που τους περιέχουν είναι πολύ πιο πιθανό να συσσωρεύσουν περαιτέρω γενετικές βλάβες και να εξελιχθούν σε καρκινικά.
Γιατί Είναι Σημαντικό
Οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες συνδέονται με:
- Επιθετικούς καρκίνους,
- Μετάσταση,
- Υποτροπή,
- Αντίσταση στη χημειοθεραπεία,
- Γρήγορη εμφάνιση όγκων.
Το MAGIC δίνει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να μελετήσουν πώς και πότε προκύπτουν αυτές οι ανωμαλίες σε φυσιολογικά κύτταρα – κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές πρόληψης και έγκαιρης διάγνωσης.
Το σύστημα είναι ευέλικτο: μπορεί να εκπαιδευτεί να εντοπίζει οποιοδήποτε ορατό χαρακτηριστικό κυττάρου, ανοίγοντας τον δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές στη βιολογία και την ιατρική.
Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από την ομάδα Jan Korbel στο EMBL Heidelberg, με συνεργασίες από το Advanced Light Microscopy Facility (ALMF), την ομάδα Pepperkok, το EMBL-EBI και το Γερμανικό Κέντρο Έρευνας Καρκίνου (DKFZ).