Žinių apie gyvūnų modelius perdavimas žmonėms yra būtinas norint išsiaiškinti ligos mechanizmus ir sukurti tikslias gydymo strategijas. Didelės skiriamosios gebos vienos ląstelės RNR sekos nustatymo metodas leidžia iki šiol neregėtu tikslumu atskleisti žmonių ir gyvūnų modelių panašumus ir skirtumus molekuliniu ir ląstelių lygiu. Tačiau yra labai mažai kompiuterinių metodų, leidžiančių išsamiai palyginti šiuos vertingus duomenis.
Neseniai žurnale paskelbtame moksliniame darbe eBiomedicinaLeipcigo universiteto Medicinos informatikos, statistikos ir epidemiologijos instituto (IMISE) ir ScaDS.AI mokslininkai kartu su Charité kvėpavimo takų medicinos ir kritinės priežiūros medicinos katedra pristato AI modelį, kurį sukūrė COVID-19 pagrindu. neuroniniai tinklai. Jie panaudojo kraujo duomenis iš žmonių ir skirtingų rūšių žiurkėnų, sergančių vidutinio sunkumo ar sunkiu COVID-19, ir palygino juos molekuliniu lygiu.
„Mes parodėme, kad transliacijos atotrūkis tarp gyvūnų modelių ir žmonių pacientų gali būti sumažintas integruojant tvirtus giluminio mokymosi modelius ir biologiškai pagrįstą analizę. AI sistemingai sužino apie molekulinius gyvūno ir žmogaus skirtumus ir tada gali išversti molekulinius sergančio gyvūno modelius paverčia atitinkamais žmonių modeliais, taip sakant humanizuodami gyvūno modelio duomenis“, – sako Dr. Holger Kirsten, Leipcigo universiteto Medicinos informatikos, statistikos ir epidemiologijos instituto (IMISE) mokslininkas ir atitinkamas knygos autorius. neseniai atliktas tyrimas.
„Galėjome parodyti, kad imuninės sistemos aktyvacija vidutinio sunkumo COVID-19 atvejais yra labai panaši Sirijos žiurkėnų ir žmonių organizme, ypač kai kalbama apie monocitus“, – sako dr. Geraldine Nouailles, Kvėpavimo sistemos medicinos ir katedros mokslinės grupės vadovė. „Critical Care Medicine“ Charité ir atitinkamas tyrimo autorius. Monocitai yra makrofagų pirmtakai, imuninės sistemos naikintojų ląstelės.
„Kita vertus, jei norime tirti sunkius ligos atvejus, geriausia žiūrėti į neutrofilus iš Roborovskio žiurkėnų“, – sako mokslininkas. „Šios ypač greitai reaguojančios imuninės ląstelės elgiasi labai panašiai šios rūšies žiurkėnų ir žmonių organizme. Šie rezultatai atitinka pandemijos stebėjimus, surinktus iš pacientų duomenų.
„Tokie vienos ląstelės RNR sekos nustatymo duomenų palyginimai puikiai tinka gyvūnų ir žmonių molekulinio ir ląstelių lygmens panašumams ir skirtumams atskleisti, kurie gerokai viršija COVID-19 tyrimus“, – sako Kirsten.
Nouailles apibendrina: „Mūsų sukurta metodika leidžia mums geriau nustatyti tinkamus gyvūnų modelius žmonių ligoms ir nustatyti, kurie ligos etapai atitinka vienas kitą. Tai gali pagerinti gydymo strategijų kūrimą ir testavimą bei optimizuoti vertimą procesas nuo ikiklinikinių iki klinikinių tyrimų“.
Ateityje Leipcigo tyrimų grupė planuoja toliau plėtoti šią metodiką ir pritaikyti ją kitiems gyvūnų modeliams, naudojamiems tiriant imunomoduliuojančių terapijų veiksmingumą ir saugumą žmonėms. Vienas iš pavyzdžių yra CAR T ląstelių terapija, perspektyvus tam tikrų vėžio rūšių gydymo metodas.