Αναζητούνται παίκτες βιντεοπαιχνιδιών για να βοηθήσουν στην έρευνα για τον καρκίνο

Το βιντεοπαιχνίδι GENIGMA που κυκλοφορεί  σε iOS και Android και διατίθεται στα Αγγλικά, Ισπανικά, Καταλανικά και Ιταλικά είναι το αποτέλεσμα ενός “citizen science” έργου  που αναπτύχθηκε από μια ομάδα ερευνητών του Centre For Genomic Regulation  (CRG) και του Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG) σε συνεργασία με  επαγγελματίες του gaming.

Το παιχνίδι δημιουργήθηκε για να ενισχύσει τις παγκόσμιες ερευνητικές προσπάθειες που εξαρτώνται από τις καρκινικές κυτταρικές σειρές, μια κρίσιμη πηγή που χρησιμοποιείται από επιστήμονες για τη μελέτη του καρκίνου και τη δοκιμή νέων φαρμάκων για τη θεραπεία της νόσου.

Ένας από τους περιορισμούς των καρκινικών κυτταρικών γραμμών είναι η έλλειψη χαρτών γονιδιώματος αναφοράς υψηλής ανάλυσης, οι οποίοι είναι απαραίτητοι για να βοηθήσουν τους ερευνητές να ερμηνεύσουν τα επιστημονικά τους αποτελέσματα, για παράδειγμα για τον εντοπισμό της θέσης των γονιδίων θεραπευτικού ενδιαφέροντος ή των πιθανών θέσεων μεταλλαγών

«Οι κυτταρικές σειρές είναι υπεύθυνες για την ανακάλυψη εμβολίων, χημειοθεραπειών για τον καρκίνο ή εξωσωματικής γονιμοποίησης για τη στειρότητα. Αυτό τις καθιστά πυλώνα της σύγχρονης βιολογίας», εξηγεί ο ερευνητής του  Catalan Institution for Research and Advanced Studies(ICREA), Marc A. Marti-Renom, ο οποίος έχει διπλή συμμετοχή στο CRG και στο CNAG-CRG και του οποίου η έρευνα βασίζεται στο GENIGMA. «Ωστόσο, η έλλειψη χαρτών γονιδιώματος αναφοράς  περιορίζει την τρέχουσα επιστημονική πρόοδο. Είναι σαν να ζητάς από τους ανθρώπους να πλοηγηθούν σε σύγχρονες πόλεις χρησιμοποιώντας αναχρονιστικούς χάρτες. Με τη βοήθεια των πολιτών μπορούμε να ενημερώσουμε αυτούς τους χάρτες, οι οποίοι θα μας επιτρέψουν να σημειώσουμε γρήγορη πρόοδο στην έρευνα για τον καρκίνο του μαστού».

Η ερευνητική ομάδα του καθηγητή Marti-Renom έχει αναπτύξει μεθόδους για τη δημιουργία χαρτών γονιδιώματος αναφοράς  με τρισδιάστικη οπτικοποίηση. Ωστόσο, αυτό απαιτεί σημαντικό χρόνο και πόρους για την εκπαίδευση της τεχνητής νοημοσύνης, καθώς και τεράστια υπολογιστική ισχύ.

Οι ερευνητές κυκλοφόρησαν το GENIGMA επειδή πιστεύουν ότι τα δεδομένα που παράγονται από παίκτες θα μπορούσαν να είναι μια πιο αποτελεσματική μέθοδος ενημέρωσης των χαρτών αναφοράς συγκριτικά με τη χρήση μόνο του AI. Η «νοημοσύνη αγέλης» των παικτών μπορεί επίσης να παρέχει δημιουργικές λύσεις με τρόπους που η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να μην είναι σε θέση.

Πώς παίζεται το GENIGMA

Για να παίξουν οι παίκτες το GENIGMA πρέπει να λύσουν ένα παζλ που περιλαμβάνει μια σειρά από μπλοκ διαφορετικών χρωμάτων και σχημάτων. Κάθε σειρά συμβόλων αντιπροσωπεύει μια γενετική αλληλουχία στην καρκινική κυτταρική σειρά και ο τρόπος με τον οποίο οι παίκτες οργανώνουν τα μπλοκ είναι μια πιθανή λύση για τη θέση των γονιδίων.

Gameplay image of GENIGMA on a smartphone. Credit: CRG/CNAG-CRG

Οι παίκτες πρέπει να αναδιοργανώσουν τα μπλοκ έτσι ώστε να επιτύχουν το υψηλότερο δυνατό σκορ. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των παικτών και υψηλές οι βαθμολογίες, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα για τους ερευνητές να έχουν βρει τη σωστή σειρά γονιδίων για τη συγκεκριμένη θέση στον χάρτη αναφοράς.

«Οποιοσδήποτε διαθέτει smartphone από οπουδήποτε στον κόσμο μπορεί να κατεβάσει το GENIGMA δωρεάν και να συνεισφέρει άμεσα στην έρευνα, προσφέροντας τη λογική και την επιδεξιότητά του στην υπηρεσία της επιστήμης», λέει η Elisabetta Broglio, υπεύθυνη των πρότζεκτ “επιστήμης πολιτών” στο CRG. «Το GENIGMA θα αναλύσει τις λύσεις που παρέχονται από τους παίκτες συλλογικά και όχι ατομικά και θα εκμεταλλευτεί τις πιο δημιουργικές που είναι αδύνατον να βρεθούν με ντετερμινιστικούς αλγόριθμους».

Ο πρώτος χάρτης γονιδιώματος αναφοράς που θα προσπαθήσουν να λύσουν οι ερευνητές αφορά την κυτταρική σειρά του καρκίνου του μαστού T-47D, που είναι μια από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους πόρους στην έρευνα για τον καρκίνο. Η ερευνητική ομάδα του GENIGMA εκτιμά ότι 30 χιλιάδες παίκτες που λύνουν κατά μέσο όρο 50 παιχνίδια ο καθένας θα παραγάγουν αρκετά δεδομένα για να αποκαλύψουν τον χάρτη αναφοράς των 20.000 γονιδίων σε αυτήν την κυτταρική σειρά του καρκίνου του μαστού.

Το παιχνίδι κυκλοφόρησε στις 27 Ιανουαρίου 2022, με μια καμπάνια διάρκειας τριών μηνών — το #GenigmaChallenge. Κάθε  Δευτέρα, για τρεις μήνες, η ομάδα GENIGMA θα εισαγάγει νέα θραύσματα γονιδιώματος από την κυτταρική σειρά T-47D που θα καλούνται να τακτοποιήσουν οι παίκτες. Τα πρώτα θραύσματα γονιδιώματος που πρέπει να διευθετηθούν είναι από το χρωμόσωμα 17, το οποίο περιέχει μεγάλο αριθμό γονιδίων που σχετίζονται με τον καρκίνο του μαστού. Αυτό περιλαμβάνει το BRCA1, για το οποίο μεταλλάξεις έχουν συσχετιστεί με περίπου το 40% του κληρονομικού καρκίνου του μαστού.

Το GENIGMA αναπτύχθηκε σε διάστημα δυόμισι ετών με τη συμμετοχή περισσότερων από 500 ατόμων σε 13 ερευνητικά εργαστήρια. Το παιχνίδι σχεδιάστηκε και δοκιμάστηκε από μια διαφορετική ομάδα ανθρώπων με διαφορετικό υπόβαθρο, συμπεριλαμβανομένων ερευνητών, φοιτητών, δασκάλων, καλλιτεχνών, ιατρών, βιοηθικών, δημοσιογράφων, εκπροσώπων από οργανώσεις ασθενών, καλλιτεχνών και προγραμματιστών βιντεοπαιχνιδιών.

Σύμφωνα με τον Oriol Ripoll, που είναι μέλος του δημιουργικού  στο στούντιο JOCS al SEGON που σχεδιάζει βιντεοπαιχνίδια και συντονιστής της ομάδας σχεδιασμού παιχνιδιών της GENIGMA, «Η επιστήμη μπορεί συχνά να δείχνει απρόσιτη για τους περισσότερους ανθρώπους, γι’ αυτό είναι τόσο συναρπαστικό να μπορείς να πιάσεις το κινητό σου για να παίξεις GENIGMA. Όχι μόνο μπορεί κάποιος να συνδυάσει την καθολική απήχηση και τη δημοτικότητα των βιντεοπαιχνιδιών για να συμβάλει στην προώθηση της ιατρικής έρευνας, αλλά θα μάθει επίσης περισσότερα για την επιστήμη».

Το GENIGMA χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα έρευνας και καινοτομίας της Ευρωπαϊκής Ένωσης Horizon 2020 και είναι επίσης αποτέλεσμα μιας συνεργασίας με το «Fondazione ANT Italia Onlus» και την Arima Genomics.

Δείτε περισσότερα για το GENIGMA στο βίντεο:https://www.youtube.com/watch?v=LYkO-Hdmcow

Picture Credit: CRG/CNAG-CRG

Πηγή:SciTechDaily