Skriveni znaci Parkinsonove bolesti otkriveni od strane veštačke inteligencije i robotike
Studija je objavljena 25. marta 2022. godine u Nature Communications.
Algoritmi su nepristrasni
U njoj se opisuje nova platforma za otkrivanje ćelijskih potpisa bolesti, koja integriše robotske sisteme za proučavanje ćelija pacijenata sa metodama veštačke inteligencije za analizu slike. Koristeći svoju automatizovanu platformu za kulturu ćelija, naučnici sa New York Stem Cell Foundation (NYSCF) istraživačkog instituta su sarađivali sa Google Research-om kako bi uspešno identifikovali nova ćelijska obeležja Parkinsonove bolesti kreiranjem i profilisanjem preko milion slika ćelija kože iz grupe od 91 pacijenta i kontrolnih zdravih osoba. Tradicionalno otkrivanje lekova ne funkcioniše dobro, posebno za složene bolesti poput Parkinsonove bolesti. Robotska tehnologija koju je NYSCF izgradio omogućava da se generišu ogromne količine podataka od velike populacije pacijenata i otkriju novi znaci bolesti kao potpuno novu osnovu za otkrivanje lekova koji zaista deluju.
Studija je iskoristila NYSCF-ovo ogromno skladište ćelija pacijenata i najsavremeniji robotski sistem – NYSCF Global Stem Cell Array® – za profilisanje slika miliona ćelija od 91 pacijenta sa Parkinsonovom bolešću i kontrolnih zdravih osoba. Naučnici su koristili Array® da izoluju i prošire ćelije kože zvane fibroblasti iz uzoraka biopsije kože, obeleže različite delove ovih ćelija tehnikom koja se zove Cell Painting i kreiraju hiljade optičkih mikroskopskih slika visokog sadržaja. Dobijene slike su ubačene u nepristrasan AI cevovod za analizu slika, identifikujući karakteristike slike specifične za ćelije pacijenata koje bi se mogle koristiti da se razlikuju od zdravih kontrola. Ove metode veštačke inteligencije mogu da odrede šta je zajedničko ćelijama pacijenata koje inače ne bi bile vidljive. Ono što je takođe važno je da su algoritmi nepristrasni – ne oslanjaju se ni na kakvo prethodno znanje ili predrasude o Parkinsonovoj bolesti, tako da možemo otkriti potpuno nove potpise bolesti.
Potreba za novim potpisima Parkinsonove bolesti je naglašena visokim stopama neuspeha nedavnih kliničkih ispitivanja za lekove otkrivene na osnovu specifičnih ciljeva bolesti i puteva za koje se veruje da su pokretači bolesti. Otkrivanje ovih novih znakova bolesti korišćenjem nepristrasnih metoda, posebno među populacijama pacijenata, ima vrednost za dijagnostiku i otkrivanje lekova, čak otkrivajući nove razlike između pacijenata. Potpisi Parkinsonove bolesti koje je identifikovao tim sada mogu da se koriste kao osnova za sprovođenje testiranje lekova na ćelijama pacijenata, kako bi se otkrilo koji lekovi mogu da preokrenu ove karakteristike.
Studija takođe daje najveći poznati skup podataka Cell Painting (48TB) kao resurs zajednice. Primetno je da je platforma agnostična za bolesti i zahteva samo lako dostupne ćelije kože od pacijenata. Takođe se može primeniti na druge tipove ćelija, uključujući derivate indukovanih pluripotentnih matičnih ćelija koje NYSCF stvara za modeliranje raznih bolesti. Istraživači se stoga nadaju da njihova platforma može otvoriti nove terapijske puteve za mnoge bolesti gde je tradicionalno otkrivanje lekova bilo neuspešno.
Izvor: Scitechdaily
