Výzkumníci McGill vytvářejí nástroj AI pro detekci skrytých markerů onemocnění v jednotlivých buňkách

Vědci z McGill University vyvinuli nástroj pro umělou inteligenci, který dokáže detekovat dříve neviditelné markery nemocí uvnitř jednotlivých buněk.

Ve studii zveřejněné ve Přírodní komunikaceVědci demonstrují, jak by tento nástroj zvaný delfín mohl jednoho dne lékaři použít k zachycení nemocí dříve a vedení možností léčby.

„Tento nástroj má potenciál pomáhat lékařům spojit pacienty s terapiemi, které pro ně nejpravděpodobněji pracují, a snižují zkoušku a chybu v léčbě,“ uvedl vedoucí autor Jun Ding, docent na ministerstvu medicíny McGill a juniorský vědec ve výzkumném ústavu zdravotnického střediska McGill University.

Přiblížení genetických stavebních bloků

Markery onemocnění jsou často jemné změny v expresi RNA, které mohou naznačovat, kdy je onemocnění přítomno, jak závažné to může být nebo jak může reagovat na léčbu.

Konvenční metody analýzy na úrovni genů se zhroutí tyto markery do jediného počtu na gen, maskují kritickou variaci a zachycují pouze špičku ledovce, uvedli vědci.

Nyní pokroky v umělé inteligenci umožnily zachytit jemnozrnnou složitost dat s jedním buňkami. Dolfín se pohybuje za úroveň genu a přiblíží se, aby viděl, jak se geny spojí z menších kusů nazývaných exony, aby poskytly jasnější pohled na buněčné stavy.

Geny nejsou jen jeden blok, jsou jako sady LEGO vyrobené z mnoha menších kusů. Při pohledu na to, jak jsou tyto kousky spojeny, náš nástroj odhaluje důležité značky nemocí, které byly dlouho přehlíženy. “

Kailu píseň, První autor, Student PhD v programu McGill’s Quantitative Life Sciences

V jednom testovacím případě delfín analyzoval data s jedním buňkami z Pacienti s rakovinou pankreatu a zjistili více než 800 markerů nemoci, které byly zmeškané konvenčními nástroji. Dokázal rozlišit pacienty s vysoce rizikovým a agresivním rakovinou od pacientů s méně závažnými případy, informace, které by pomohly lékařům zvolit správnou léčebnou cestu.

Krok k „virtuálním buňkám“

Obecněji řečeno, průlom stanoví základ pro dosažení dlouhodobého cíle budování digitálních modelů lidských buněk. Dolphin generuje bohatší profily s jedním buňkami než konvenční metody, což umožňuje virtuální simulaci toho, jak se buňky chovají a reagují na léky, než se přesunují do laboratoře nebo klinických studií, šetří čas a peníze.

Dalším krokem vědců bude rozšíření dosahu nástroje z několika datových sad na miliony buněk a v budoucnu vydláždí cestu pro přesnější modely virtuálních buněk.

O studii

„Dolphin Advances Transcriptomics s jedním buňkami nad úroveň genů pomocí pákového exonu a křižovatky“ od Kailu Song a Jun Ding et al., Byl publikován v Přírodní komunikace.

Tento výzkum byl podporován předsedou Meakins-Christie v respiračním výzkumu, Kanadské ústavy zdravotnického výzkumu, Kanadská rada pro přírodní vědy a inženýrství a Fonds de Recherche du Québec.