Impulsem do przeprowadzenia serii eksperymentów było odkrycie przez Vicky Yao, biologa obliczeniowego z Rice University, śladów bakterii związanych z chorobami przyzębia w próbkach pobranych od pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Yao współpracowała z prof. nadzwyczajną Daną Orange oraz prof. Bobem Darnellem z Rockefeller University i Howard Hughes Medical Institute przy innym projekcie, który zajmował się zmianami w ekspresji genów podczas nawrotów reumatoidalnego zapalenia stawów.
Jak się okazało, istnieje związek pomiędzy nawrotami zapalenia stawów a zapaleniem przyzębia.
Śledzenie tego związku może pomóc w opracowaniu nowych terapii reumatoidalnego zapalenia stawów, autoimmunologicznej choroby zapalnej, która atakuje wyściółkę stawów i może powodować problemy z sercem, płucami i oczami - sugeruj autorzy badań.
- Dane zebrane podczas eksperymentów na żywych organizmach, komórkach lub tkankach wyhodowanych na płytkach Petriego są naprawdę ważne dla potwierdzenia hipotez, ale jednocześnie dane te mogą zawierać więcej informacji, niż jesteśmy w stanie od razu uzyskać – wskazała Yao. - Jedną z rzeczy, które pojawiły się, kiedy o tym dyskutowaliśmy, było to, jak fajnie byłoby przepisać jakiś płyn do płukania ust, który pomoże zapobiegać zaostrzeniom reumatoidalnego zapalenia stawów.
Od czasu dołączenia do Rice w 2019 roku Yao skupiła się na badaniach nad rakiem. Odkrycie znaczących informacji w danych, które zwykle byłyby ignorowane lub odrzucane, zainspirowało ją do przyjęcia podobnego podejścia w analizie danych pacjentów z rakiem.
- Naprawdę zainteresowało mnie, co jeszcze możemy znaleźć w poszukiwaniu sygnatur mikrobiologicznych w ludzkich próbkach – powiedziała Yao. - Teraz robimy coś podobnego w przypadku nowotworów. Mamy nadzieję, że jeśli znajdziemy jakieś interesujące sygnatury drobnoustrojów lub wirusów, które są związane z rakiem, będziemy mogli zidentyfikować produktywne kierunki eksperymentalne, w których należy podążać. Na przykład jeśli guz tworzy siedlisko specyficznych drobnoustrojów, które rozpoznajemy, możemy wykorzystać tę wiedzę jako sposób na zdiagnozowanie raka szybciej czy w mniej inwazyjny lub kosztowny sposób. Albo jeśli masz drobnoustroje, które mają bardzo silny związek ze wskaźnikami przeżycia, może to pomóc w prognozowaniu. A jeśli eksperymenty potwierdzą przyczynowy między określonym wirusem lub bakterią a rodzajem raka, to oczywiście może to być przydatne w leczeniu.
Jednym z lepiej znanych przykładów patogenu związanego z nowotworem jest wirus brodawczaka ludzkiego (HPV). Yao wykorzystała to dobrze udokumentowane połączenie, aby zweryfikować swoje podejście.
- Kiedy wykonaliśmy taki sam eksperyment patrząc na próbki guza raka szyjki macicy, konsekwentnie wykrywaliśmy wirusa – powiedziała. - To ciekawe odkrycie potwierdzające, że obecność określonych patogenów może mieć znaczenie dla niektórych rodzajów raka. Jestem naprawdę zainteresowana wykorzystaniem metod obliczeniowych do wypełnienia luki między dostępnymi danymi eksperymentalnymi a sposobami ich interpretacji. Analiza obliczeniowa to sposób na pomoc w interpretacji danych i ustalaniu priorytetów hipotez do przetestowania przez klinicystów lub naukowców eksperymentalnych.