_ Cercetătorii dezvoltă o nouă inteligență artificială instrument pentru analiza rapidă și precisă a țesuturilor pentru a sprijini descoperirea și diagnosticarea medicamentelor

O echipă de oameni de știință de la Institutul de genom din Singapore (GIS) și Institutul de bioinformatică (BII) al A*STAR a dezvoltat un nou instrument software AI numit „ BANKSY”, care recunoaște automat tipurile de celule prezente într-un țesut, cum ar fi celulele musculare, celulele nervoase și celulele adipoase.

Mergând cu un pas dincolo de instrumentele IA convenționale, care pot grupa celulele împreună în grupuri dacă acestea conțin molecule similare, BANKSY ia în considerare, de asemenea, cât de asemănătoare sunt împrejurimile celulelor din țesut.

Cu BANKSY, cercetătorii ar putea să-și îmbunătățească înțelegerea proceselor tisulare în diverse boli mai rapid și mai precis, ceea ce poate sprijini dezvoltarea unor diagnostice și tratamente mai eficiente pentru cancer, tulburări neurologice și alte boli. Această cercetare a fost publicată în articolul „BANKSY unifies cell typing and tissue domain segmentation for scalable spatial omics data analysis” în Nature Genetics.

BANKSY este priceput la identificarea grupurilor de celule subtil distincte în profilele moleculare spațiale generate din țesut. mostre. Mai mult, BANKSY abordează problema distinctă, dar conexă, a delimitării regiunilor anatomice distincte funcțional în secțiuni de țesut. De exemplu, poate distinge structurile stratificate din creierul anterior uman.

Tehnologiile de profilare moleculară spațială (Spatial Omics) sunt microscoape puternice care permit oamenilor de știință să studieze țesuturile în detaliu, dezvăluind locațiile exacte ale moleculelor biologice individuale din celulele, precum și aranjarea celulelor în țesuturi.

Acest lucru îi ajută să înțeleagă cum celulele se reunesc în țesuturi pentru a-și îndeplini funcțiile fiziologice normale și, de asemenea, cum se comportă (sau se comportă incorect) în boli precum cancerul, autism sau boli infecțioase precum COVID-19. Această înțelegere este esențială pentru un diagnostic mai precis și un tratament personalizat al pacienților, precum și pentru descoperirea de noi medicamente.

BANKSY poate ajuta biologii să interpreteze și să extragă perspective din cele mai recente tehnologii Spatial Omics care au apărut în trecut. cativa ani. Versatil, precis, rapid și scalabil, BANKSY iese în evidență față de metodele existente de analiză atât a datelor Spatial Omics bazate pe ARN, cât și pe proteine.

Capabil să gestioneze seturi mari de date de peste două milioane de celule, BANKSY este de 10 până la 1.000 de ori mai rapid decât metodele concurente care au fost testate și de două până la 60 de ori mai scalabile. Aceasta înseamnă că metoda poate fi aplicată și altor etape cheie de prelucrare a datelor, cum ar fi detectarea și îndepărtarea zonelor de proastă calitate ale eșantionului și îmbinarea probelor prelevate de la diferiți pacienți pentru analiza combinată.

BANKSY a fost a fost evaluat independent și s-a dovedit a fi cel mai performant algoritm pentru datele omice spațiale prin două studii independente, dintre care unul a concluzionat că BANKSY ar putea fi o soluție puternică pentru identificarea domeniilor. Celălalt studiu a testat șase algoritmi și a selectat BANKSY ca fiind cei mai precisi pentru analiza datelor lor.

Dr. Shyam Prabhakar, lider senior de grup la Laboratorul de biologie a sistemelor și analiză a datelor și director asociat al sistemelor spațiale și cu celulă unică la GIS-ul A*STAR, a declarat: „Ne anticipăm că BANKSY va fi un instrument care va schimba jocul, care ajută la deblocarea potențialului. a tehnologiilor emergente Spatial Omics.”

„Acest lucru va îmbunătăți, sperăm, înțelegerea proceselor tisulare în diverse boli, permițându-ne să dezvoltăm tratamente mai eficiente pentru cancer, tulburări neurologice și multe alte patologii.”

Profesorul Liu Jian Jun, director executiv interimar la A*STAR's GIS, a declarat: „Lucrările la BANKSY avansează strategia noastră de combinare a tehnologiilor de mare debit cu software AI scalabil și robust pentru rezolvarea problemelor și identificarea indicii a ceea ce poate face o diferență în viața pacienților”.

Dr. Iain Tan, consultant senior, divizia de oncologie medicală la National Cancer Center Singapore și clinician principal de știință la Laboratorul GIS de genomică aplicată a cancerului A*STAR, a declarat: „Folosim BANKSY pentru a identifica celulele care ajută tumorile să crească și să se răspândească în alte părți. a corpului — medicamentele care vizează astfel de celule ar putea fi o direcție promițătoare pentru tratamentul cancerului.”

(Fluierul)