Naukowcy z Uniwersytetu w Uppsali opisali w „Nature Communications” metodę GlioTrace, która łączy mikroskopię żywej tkanki mózgowej z uczeniem maszynowym i pozwala śledzić jednocześnie tysiące pojedynczych komórek glejaka wielopostaciowego. Badanie sześciu modeli guza pochodzących od pacjentów wykazało, że ta sama komórka nowotworowa potrafi w ciągu kilku dni przejść od wędrówki wzdłuż naczyń krwionośnych do samodzielnego przemieszczania się przez tkankę mózgu.
- Metoda GlioTrace, opracowana przez naukowców z Uniwersytetu w Uppsali, łączy mikroskopię żywej tkanki mózgowej z splotowymi sieciami neuronowymi (CNN) i ukrytymi modelami Markowa (HMM), umożliwiając jednoczesne śledzenie tysięcy pojedynczych komórek glejaka wielopostaciowego – w jednym z eksperymentów przeanalizowano 18 716 komórek z 21 skrawków pobranych od 15 myszy.
- Badanie wykazało, że pojedyncza komórka glejaka może w ciągu kilku dni zmienić strategię migracji, przechodząc od wędrówki wzdłuż naczyń krwionośnych do samodzielnego przemieszczania się przez tkankę mózgu, przy czym centralnym punktem tych przejść są komórki rozgałęzione.
- W części modeli, w tym w U3013MG, standardowe leczenie polegające na połączeniu napromieniania z temozolomidem zwiększało udział komórek rozgałęzionych, które według komunikatu Uniwersytetu w Uppsali należą do najszybciej migrujących – autorzy zaznaczają jednak, że nie wiadomo, czy radiochemioterapia selekcjonuje te komórki, przeprogramowuje inne, czy robi jedno i drugie.
Praca „Reconstructing the single-cell spatiotemporal dynamics of glioblastoma invasion” ukazała się 2 listopada 2026 r. Jej pierwszymi autorami są Hitesh Bhagavanbhai Mangukiya i Madeleine Skeppås z Wydziału Immunologii, Genetyki i Patologii Uniwersytetu w Uppsali. Zespołem kieruje prof. Sven Nelander, specjalista od zintegrowanych badań nad nowotworami. Uczelnia ogłosiła wyniki 11 listopada. Wstępną wersję pracy autorzy umieścili na serwerze bioRxiv w marcu 2025 r.
Chcesz czytać więcej treści związanych z AI?
Dodaj AIPORT.pl do preferowanych źródeł Google
Glejak wielopostaciowy nacieka mózg dalej, niż sięga chirurg
Glejak wielopostaciowy (glioblastoma, GBM) to najczęstszy złośliwy pierwotny nowotwór mózgu u dorosłych. Według amerykańskiego rejestru CBTRUS (Central Brain Tumor Registry of the United States) zachorowalność wynosi 3,19 przypadku na 100 tys. osób rocznie. Mediana przeżycia to około 15 miesięcy. Pięć lat od diagnozy przeżywa mniej niż 5 proc. chorych.
Tak złe rokowanie wynika w dużej mierze z naciekania. Komórki glejaka wnikają w zdrową tkankę daleko poza obszar, który chirurg może bezpiecznie usunąć. To one odpowiadają za nawrót choroby po leczeniu.
Hitesh Mangukiya mówi, że do tej pory naukowcy oglądali rozprzestrzenianie się glejaka głównie na pojedynczych, statycznych obrazach. GlioTrace zamienia te zdjęcia w film, w którym widać każdą komórkę osobno.
Jak działa GlioTrace: żywe skrawki mózgu, mikroskop i dwa typy modeli AI
GlioTrace śledzi pojedyncze komórki glejaka w żywych skrawkach mózgu przez maksymalnie około pięciu dni. Badacze wszczepiali myszom komórki od sześciu pacjentów z kolekcji HGCC (Human Glioblastoma Cell Culture). Modele obejmowały trzy podtypy molekularne glejaka: proneuralny, mezenchymalny i klasyczny. Po rozwinięciu się guzów zespół przygotowywał skrawki tkanki o grubości 300 mikrometrów i utrzymywał je przy życiu w laboratorium.
Mikroskop konfokalny fotografował cały skrawek w odstępach krótszych niż dwie godziny, co daje około 100 punktów pomiarowych na eksperyment. Naczynia krwionośne były dodatkowo wybarwiane. Dzięki temu system rozpoznaje, czy komórka porusza się przy naczyniu, czy z dala od niego. Sama analiza jednego z modeli, oznaczonego U3013MG, objęła 18 716 komórek z 21 skrawków pobranych od 15 myszy.
Część obliczeniową opracowała Madeleine Skeppås razem z naukowcami z Uniwersytetu Technologicznego Chalmers i Uniwersytetu w Göteborgu. Według wstępnej wersji pracy splotowe sieci neuronowe (CNN) rozpoznają kształt każdej komórki na każdym zdjęciu. Ukryte modele Markowa (HMM) odtwarzają następnie, jak komórka przechodzi z jednego stanu w inny. System przypisuje komórki do pięciu klas:
- komórki rozgałęzione,
- komórki przemieszczające się w sposób rozproszony przez tkankę,
- komórki w ruchu lokomocyjnym,
- komórki przemieszczające się wzdłuż naczyń krwionośnych,
- komórki zaokrąglone.
GlioTrace działa na standardowych mikroskopach i obejmuje całe skrawki mózgu, nie tylko ich wycinek. Oprogramowanie zostało udostępnione bezpłatnie jako otwarty pakiet w języku Python.
Wypełnij formularz, a my skontaktujemy się z Tobą, aby upewnić się czego potrzebujesz.
Ta sama komórka glejaka zmienia strategię migracji w ciągu kilku dni
Sposób naciekania okazał się cechą guza konkretnego pacjenta. W części modeli komórki glejaka wędrowały głównie wzdłuż naczyń krwionośnych. W innych rozchodziły się bardziej równomiernie po tkance. Autorzy piszą w streszczeniu, że ta plastyczność inwazji jest specyficzna dla pacjenta i uporządkowana przestrzennie.
Drugi wniosek dotyczy pojedynczych komórek. Komórka glejaka może zmienić kształt i sposób ruchu, przechodząc od wędrówki przy naczyniu do samodzielnego przemieszczania się przez tkankę. Centralnym punktem sieci tych przejść są komórki rozgałęzione. Przez ten stan najczęściej przechodzą komórki, które zmieniają strategię.
„Najbardziej zaskoczyło nas to, jak elastyczne są komórki nowotworowe” / „What surprised us most was how flexible the tumour cells are” – mówi Madeleine Skeppås, doktorantka Uniwersytetu w Uppsali. Badaczka dodaje, że leczenie zatrzymujące naciekanie wymaga zrozumienia, jak komórki przełączają się między różnymi zachowaniami.
Dazatynib i tapsygargina hamowały naciekanie. Radiochemioterapia zwiększała udział komórek rozgałęzionych
Zespół z Uppsali sprawdził GlioTrace również jako narzędzie do testowania terapii. Dwie substancje ograniczyły rozrost guza i rozpraszanie się komórek w skrawkach mózgu:
- dazatynib, inhibitor kinaz z rodziny SRC,
- tapsygargina, która blokuje pompę wapniową SERCA.
Siła działania obu związków różniła się między modelami guza i między populacjami komórek.
Wyniki standardowego leczenia są mniej optymistyczne. W części modeli, w tym w U3013MG, połączenie napromieniania z temozolomidem zwiększało udział komórek rozgałęzionych. Według komunikatu uczelni należą one do najszybciej migrujących. Samo napromienianie zmniejszało ruchliwość komórek i utrwalało ich bieżący stan.
Autorzy sugerują, że komórki rozgałęzione mogą lepiej znosić leczenie. Zaznaczają jednocześnie, że nie wiedzą, czy radiochemioterapia wybiera komórki już rozgałęzione, przeprogramowuje inne, czy robi jedno i drugie. Nie sprawdzili też, czy ta populacja odpowiada za nawroty u ludzi.
Kierunek tej obserwacji pasuje do wcześniejszej pracy grupy Nelandera. W 2021 r. zespół opisał w „Molecular Systems Biology” model, według którego temozolomid kieruje komórki glejaka w stronę bardziej inwazyjnego typu.
Czytam ten wynik przede wszystkim jako ostrzeżenie dla każdego, kto projektuje lek hamujący migrację glejaka. Jeśli komórka w trzy, cztery dni przestawia się z jednego trybu ruchu na inny, zablokowanie jednej drogi może po prostu skierować guz na drugą. Najbardziej niepokoi mnie obserwacja dotycząca radiochemioterapii. Standardowe leczenie w części modeli zwiększało udział najszybszych komórek.
Autorzy uczciwie piszą, czego nie wiedzą. Nie powiązali tego zjawiska z nawrotami u chorych i nie rozstrzygnęli, czy to selekcja, czy przeprogramowanie. Z badania nie wynika więc żadna zmiana w leczeniu pacjentów. Wynika z niego pytanie do przyszłych badań klinicznych: czy lek ograniczający naciekanie nie powinien trafiać do chorego jednocześnie z radiochemioterapią. Nie dopiero po niej.
Druga rzecz to sama rola AI. GlioTrace to sztuczna inteligencja w nauce bez fajerwerków. Sieci neuronowe wykonują tu pracę, której człowiek fizycznie nie zrobi: klasyfikują kształt kilkunastu tysięcy komórek na stu kolejnych zdjęciach. Otwarty kod oznacza, że każde laboratorium może sprawdzić te wyniki na własnych modelach. Tak wyobrażam sobie dobre zastosowanie AI w medycynie.
Piotr Wolniewicz, Redaktor Naczelny AIPORT.pl
Ograniczenia GlioTrace: myszy bez układu odpornościowego i brak danych o przeżyciu
GlioTrace pozostaje metodą badawczą. Hitesh Mangukiya podkreśla, że przed wykorzystaniem jej przy decyzjach o leczeniu pacjentów potrzebne są dalsze badania. Autorzy wymieniają w pracy konkretne ograniczenia:
- myszy miały upośledzoną odporność, więc model nie pokazuje interakcji guza z nabytym układem odpornościowym,
- przygotowanie skrawków uszkadza ich powierzchnię i przyczynia się do wczesnej śmierci części komórek,
- hodowla skrawków nie odtwarza bariery krew-mózg,
- analiza opiera się na dwóch kanałach fluorescencji i rzutach obrazu, nie na pełnych trójwymiarowych objętościach,
- sześć modeli to za mało, by wyciągać statystycznie mocne wnioski o podtypach glejaka,
- część klasyfikatorów wytrenowano na niewielkich zbiorach danych,
- wyników nie zestawiono z przeżyciem chorych ani z nawrotami.
Badanie sfinansowały szwedzka rada ds. nauki Vetenskapsrådet, fundacja Cancerfonden, Szwedzka Fundacja Badań Strategicznych (SSF) oraz Fundacja Knuta i Alice Wallenbergów.
Za każdą polską firmą AI stoi konkretny człowiek z imieniem i nazwiskiem, często ten sam w kilku miejscach naraz, i to właśnie ludzie, nie tabelki finansowania, są prawdziwym bohaterem tego artykułu.
Polscy chorzy dostają tę samą radiochemioterapię, którą badał zespół z Uppsali
Wyniki dotyczą bezpośrednio schematu leczenia stosowanego w Polsce. Według Agencji Badań Medycznych w Polsce rozpoznaje się rocznie około 3000 nowotworów ośrodkowego układu nerwowego. Glejaki są wśród nich najliczniejszą grupą. Standardem leczenia glejaka wielopostaciowego pozostaje u nas radykalne usunięcie guza, a potem radio- i chemioterapia. Średni czas przeżycia chorego ABM podaje na 15 miesięcy.
Jedno z ograniczeń szwedzkiego modelu łączy się z polskimi badaniami. Myszy w GlioTrace nie miały sprawnej odporności nabytej. Tymczasem Agencja Badań Medycznych sfinansowała projekt Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, w którym zespół dr. hab. n. med. Wojciecha Kaspery bada odpowiedź immunologiczną u chorych na glejaka wielopostaciowego leczonych pembrolizumabem. Immunoterapii nie da się dziś sprawdzić w GlioTrace w obecnej postaci. Uważam, że to dobry kierunek rozwoju tej metody, jeśli szwedzki zespół zechce ją dalej rozbudowywać.
Źródła i metodologia
Artykuł powstał na podstawie analizy redakcji AIPORT.pl oraz dodatkowych źródeł, w tym badania Mangukiya H.B., Skeppås M. i wsp., „Reconstructing the single-cell spatiotemporal dynamics of glioblastoma invasion”, Nature Communications z dnia 02.11.2026, komunikatu prasowego Uniwersytetu w Uppsali w serwisie EurekAlert! z dnia 11.11.2026 oraz pełnego tekstu pracy w PubMed Central. Wykorzystano także wstępną wersję pracy z serwisu bioRxiv, dane epidemiologiczne CBTRUS, pracę zespołu Svena Nelandera z „Molecular Systems Biology” (2021) oraz materiał Agencji Badań Medycznych.
Cytat Madeleine Skeppås, doktorantki Uniwersytetu w Uppsali, został zweryfikowany z oryginalnym anglojęzycznym materiałem źródłowym.
Komentarz redakcyjny i ocena kontekstu branżowego: Piotr Wolniewicz, Redaktor Naczelny AIPORT.pl.
Artykuł będzie aktualizowany w miarę pojawiania się nowych informacji o metodzie GlioTrace i badaniach nad naciekaniem glejaka wielopostaciowego.
