Два почти одинаковых замка́ вскрывает одна и та же отмычка. Внешне они похожи, но внутри механизм разный. Примерно так же выглядят два главных типа немелкоклеточного рака лёгкого — аденокарцинома и плоскоклеточный рак. Под микроскопом их можно спутать, а лечение требуется разное. Тут-то и приходит на помощь квантовая «лупа».
Исследователи взяли данные о работе генов и химических «переключателях» (метилировании ДНК) у сотен пациентов. Сначала они нашли гены, которые ведут себя по-разному в опухоли и здоровой ткани — как если бы в одной комнате свет горел, а в другой — нет. Потом обучили квантовый классификатор на этих отличиях. Он действует не как обычная программа, а использует законы микромира, где частица может быть в нескольких состояниях одновременно. Это позволяет быстро перебрать множество комбинаций признаков и найти самые важные.
Дальше — самое интересное. Гены, на которые указал квантовый алгоритм, оказались связаны с передачей нервных сигналов, работой ионных каналов (крошечных пор в оболочке клеток) и развитием нейронов. Более того, анализ биохимических путей выявил знакомые онкологам цепочки — нейротрофиновый, MAPK, Ras, PI3K-Akt. В них участвуют белки NGFR, NTRK2, NTF3. Похоже, опухоль использует те же сигнальные тропы, что и нервная система, чтобы расти и выживать. Это открывает новые мишени для лекарств.
Так квантовая «лупа» не просто уточнила диагноз, но и подсветила скрытые механизмы болезни. В перспективе такие методы помогут врачу подбирать терапию не по внешнему виду опухоли, а по её молекулярному портрету — быстро и точно.
Ионные каналы, которые засветились в анализе, — это те же белковые поры, что создают электрические импульсы в наших нервах. Рак, оказывается, «ворует» их для своих нужд, чтобы посылать сигналы к росту.
В сериале «Пространство» («The Expanse») квантовые компьютеры помогают расшифровывать инопланетные биотехнологии — здесь же они разбираются с земной, но не менее хитрой болезнью.