Gydytojai, gydantys inkstų ligas, jau seniai priklausė nuo bandymo ir klaidų, kad surastų geriausią gydymo metodą atskirams pacientams. Dabar naujos dirbtinio intelekto (AI) įrankiai, kuriuos sukūrė Perelmano medicinos mokyklos ir Pensilvanijos universiteto Whartono mokyklos tyrėjai, gali išanalizuoti inkstų ligą ląstelių lygiu, kad atitiktų efektyviausius gydymo būdus ir pagreitintų sprendimus. Šis proveržis, paskelbtas šią savaitę Gamtos genetikagali paveikti milijonus, sergančius inkstų liga.
„Mes pereiname nuo spėlionių prie tikslumo“, – sakė Katalin Susztak, MD, Ph.D., nefrologijos, genetikos, genetikos ir „Penn/Chop“ inkstų inovacijų centro direktorius. „Inkstų ligos nėra vienodos, tačiau AI panaudojimas padėjo mums nustatyti ir katalogą 70 skirtingų rūšių inkstų ląstelių, atsirandančių tarp žmonių ir gyvūnų mėginių. Tai pagerina tyrimų patikimumą ir gali sukelti galimą gydymą.”
AI įrankiai transformuoja inkstų ligos priežiūrą
„Penn“ komanda išsprendė didelį iššūkį vienos ląstelės RNR sekos nustatymui-pažangiausia technika, nagrinėjanti atskirų ląstelių genetinį aktyvumą. Iki šiol šį metodą buvo sunku pritaikyti atskiriems pacientams dėl nenuoseklaus ląstelių tipo apibrėžimo ir netikrumo, kurie laboratorijos modeliai (pvz., Pelės ar žiurkės) geriausiai atitinka žmonių ligas.
Komandos sprendime yra „Siska 1.0“ atlasas: masinis duomenų rinkinys, pagamintas iš daugiau nei 1 milijono ląstelių per 140 žmogaus, pelių ir žiurkių inkstų pavyzdžių. Kartu su nauju statistiniu metodu, nagrinėjančiu genų programas-kartu sureguliuotų genų, atspindinčių biologinius kelius, rinkinius, o ne nei atskiri genai, buvo lengviau pastebėti su liga susijusias problemas žmogaus ląstelėse. Naujasis atvirojo kodo įrankis, vadinamas „Cellpectra“, buvo sukurtas tiesiai prie Penno.
„Mes sukūrėme„ Cellpectra “, kad padarytume tai, ko negalima dabartinių metodų: išanalizuoti vieno paciento imtį vienu metu, ir interpretuoti jį rūšių, ligų ir terapijos kontekste“, – sakė Nancy Zhang, Ph.D., GE Li ir Ning Zhao statistikos ir duomenų mokslo profesorius Whartono mokykloje.
„Abi šios priemonės bus nemokamos kiekvienam naudotis. Dabar tyrėjai, mokslininkai ir gydytojai turės prieigą prie šių priemonių, leidžiančių labiau tiksliai atlikti individualizuotus gydymo būdus”, – pridūrė Susztak.
Už RNR: naujas baltymų katalogas ir ligos bruožų žemėlapis
Atskirame tyrime Susztak komanda taip pat sukūrė pirmąjį išsamų inkstų baltymų katalogą, siūlydama naują lęšį apie tai, kaip baltymų gausa, o ne tik genų ekspresija, prisideda prie ligos. Šis darbas, paskelbtas Gamtos medicinanustatė, kad baltymų lygis inkstų ląstelėse dažnai nesutampa su genų aktyvumu (neatitikimu, vadinamu nesutampa), parodant, kad vien tik genų tiriant neužtenka suprasti, kaip išsivysto ligos.
„Tai yra reikšmingas žingsnis į priekį suprantant inkstų ligos biologiją, o ne tik RNR lygyje, bet ir funkciniame baltymų lygyje“, – sakė Susztak. „Baltymų profilių susiejimas su tokiais bruožais kaip kraujospūdis, lipidų kiekis ir inkstų funkcija atveria naujas duris terapijoms, nukreiptoms į tinkamus molekules tinkamoms pacientams.”