Nová technológia AI môže pomôcť objaviť terapeutiká pre neurodegeneratívne ochorenia

Nová technológia AI môže pomôcť objaviť terapeutiká pre neurodegeneratívne ochorenia

Výskumná skupina na Nagoyskej univerzite v Japonsku vyvinula umelú inteligenciu na analýzu bunkových obrazov, ktorá využíva strojové učenie na predpovedanie terapeutických účinkov liekov. Táto nová technológia, nazývaná in silico FOCUS, by mohla pomôcť objaviť terapeutiká pre neurodegeneratívne ochorenia, ako je Kennedyho choroba.

Súčasná liečba neurodegeneratívnych ochorení má často vážne vedľajšie účinky, vrátane sexuálnej dysfunkcie a blokovania tvorby svalového tkaniva. Výskumníkom, ktorí hľadajú nové, menej škodlivé spôsoby liečby, však bráni nedostatok účinných skríningových technológií na určenie, či je liek účinný. Jedným sľubným konceptom je „koncept anomálnej diskriminácie“, čo znamená, že neuróny, ktoré reagujú na liečbu, majú jemné rozdiely v tvare v porovnaní s tými, ktoré nereagujú. Voľným okom sú však tieto jemné rozdiely ťažko viditeľné. Súčasné počítačové technológie sú tiež príliš pomalé na vykonanie analýzy.

Skupina profesorov z Nagoyskej univerzity pod vedením docenta Ryuji Kato a asistenta profesora Kei Kanie z Graduate School of Pharmaceutical Sciences a profesor Masahisa Katsuno a asistent profesora Madoka Iida z Graduate School of Medicine vyvinuli novú technológiu umelej inteligencie s názvom vyvinutá in silico FOCUS. Analyzuje tvar buniek modelových neurónov a používa tieto informácie na posúdenie, či reagujú na terapeutické lieky. Svoje výsledky zverejnili v časopise Scientific Reports.

Výskumníci testovali AI na modeli buniek liečených na Kennedyho chorobu, neurodegeneratívne ochorenie, ktoré vedie k smrti motorických neurónov. in silico FOCUS vytvoril robustný klasifikačný model založený na obrázkoch, ktorý preukázal 100% presnosť pri identifikácii stavu zotavenia modelových buniek.

Táto technológia umožňuje vysoko citlivé a robustné hodnotenie účinkov terapeutík analýzou zmien v tvare chorých modelových buniek v porovnaní so zmenami v tvare zdravých buniek, ktoré by sme za normálnych okolností neboli schopní rozlíšiť. Ide o vysoko účinnú skríningovú technológiu, ktorá dokáže predpovedať účinnosť lieku jednoduchým získaním obrázkov, čím sa skráti čas potrebný na analýzu a vyhodnotenie účinnosti lieku z niekoľkých hodín s niekoľkými stovkami tisíc buniek na niekoľko minút. Umožňuje vysoko presnú predpoveď terapeutických účinkov bez zložitých a invazívnych experimentov.“

Ryuji Kato, docent, Univerzita Nagoya

Kato uzatvára: „Tieto výsledky naznačujú možnosť urýchlenia vývoja nových liekov a očakávame, že budú široko používané na objavovanie terapeutických liekov na ťažko objaviteľné choroby.“

Tento výskum bol podporený projektom vytvárania inovácií medzirezortných oddelení NU Univerzity Nagoya vo FY2019.

Zdroj:

Univerzita v Nagoji