Переведите
$ {alt}
Мишель В. Секейра

Большие данные и ИИ встречаются с исследованиями рака

Новый подход использует искусственный интеллект, машинное обучение и большие данные для разработки многофункциональных лекарств

Многие онкологические больные проходят курс лечения несколькими препаратами, каждый из которых воздействует на рак по-своему, поэтому комбинация борется с раком на многих фронтах. Но больше лекарств означает более высокий риск побочных эффектов.

«Большая часть терапии рака в настоящее время представляет собой комбинированное лечение», — говорит Авинаш (Ави) Саху, доктор философии, доцент Комплексного онкологического центра Университета Нью-Мексико. Саху присоединился к UNM из Гарварда и Института рака Дана-Фарбер. «Мы хотели найти лекарства, которые могли бы одновременно подавлять два пути, вызывающих рак».

Но вместо того, чтобы проводить часы в лаборатории, Саху переключился на свой компьютер.

Саху и его исследовательская группа разработали два подхода. Первый, названный BiopotentR, использует общедоступные геномные данные, чтобы найти лекарства, которые могут воздействовать на рак несколькими способами, и идентифицировать гены, на которые нацелены лекарства. Второй применяет к этой информации методы машинного обучения, чтобы предсказать, как люди будут реагировать на иммунотерапию.

Машинное обучение похоже на то, как учатся люди. Подобно тому, как люди учатся чему-то новому — например, езде на велосипеде или вождении автомобиля — благодаря большому опыту, машинное обучение, управляемое компьютером, усваивает огромные объемы данных и собирает закономерности, которые затем можно применять к другим задачам.

Но одних данных исследований рака было недостаточно для Саху и его команды, чтобы предсказать, как люди будут реагировать на лекарство. Им нужны были дополнительные биологические данные, которые они могли бы затем применить к больным раком и реакции на лекарства от рака. С точки зрения машинного обучения, им нужно было извлечь уроки из биологического контекста и применить эти знания к контексту рака; это техника, называемая трансферным обучением.

Саху и его команда сотрудничали с компанией, чтобы найти соединение, которое воздействовало бы на главного кандидата в гены рака, который они идентифицировали с помощью BipotentR. В ходе доклинических испытаний они подтвердили точность своих прогнозов.

Но работу можно расширить, говорит Саху.

«Когда опухоли имеют сверхактивные многофункциональные лекарственные мишени, пациенты с меньшей вероятностью реагируют на иммунотерапию», — говорит он. «Однако пациентам с этими типами опухолей потенциально может помочь комбинация иммунотерапии и многофункциональных препаратов».

Работа команды не ограничивается только метаболизмом и иммунными целями; его можно адаптировать для изучения любых двух факторов, чтобы найти лучшие многоцелевые препараты. Саху говорит, что такой подход представляет собой прекрасную возможность для новых исследований в различных проектах, связанных с раком.

А более быстрое открытие лекарств означает более точную персонализированную медицину.


Об Авинаше Саху, докторе философии

Авинаш Саху, доктор философии, является доцентом Медицинской школы Университета Нью-Мексико на кафедре внутренних болезней, Отделение трансляционной информатики. Он присоединился к факультету ЕНД в январе 2023 года. Доктор Саху имеет докторскую степень Университета Мэриленда. Его исследования фокусируется на применении машинного обучения и глубокого обучения для улучшения понимания и лечения рака.

Справочная статья

«Открытие мишеней для иммунно-метаболических противоопухолевых препаратов идентифицирует альфа-рецептор, связанный с эстрогеном» было опубликовано в Интернете 27 января 2023 г. в журнале Cancer Discovery (https://aacrjournals.org/cancerdiscovery). Авторы: Авинаш Д. Саху, Сяоман Ван, Филипп Мансон, Ян Кломп, Сяоцин Ван, Шэнцин Гу, Гэгэ Цянь, Филипп Николь, Зексиан Цзэн, Ченфей Ван, Коллин Токхейм, Вубин Чжан, Цзинсинь Фу, Цзинь Ван, Нишант У. Наир, Джуст Ренс, Мерием Бураяй, Бас Янсен, Инге Лендерс, Яап Леммерс, Марк Мустерс, Санне ван Зантен, Лаура ван Зелст, Дженни Уортингтон, Майлс Браун, Джун С. Лю, Деян Юрик, Клифф А. Мейер, Артур Обри, X. Ширли Лю, Дэвид Э. Фишер, Кит Т. Флаэрти.

Комплексный онкологический центр UNM

Комплексный онкологический центр Университета Нью-Мексико является официальным онкологическим центром Нью-Мексико и единственным онкологическим центром, назначенным Национальным институтом рака, в радиусе 500 миль.

В штате более 120 сертифицированных врачей-онкологов, включая хирургов-онкологов всех специальностей (абдоминальная, торакальная, костных и мягких тканей, нейрохирургия, мочеполовая хирургия, гинекология, рак головы и шеи), взрослых и детских гематологов/медицинских онкологов, гинекологов-онкологов, и онкологов-радиологов. Они вместе с более чем 600 другими специалистами в области онкологии (медсестрами, фармацевтами, диетологами, навигаторами, психологами и социальными работниками) обеспечивают лечение 65% больных раком в Нью-Мексико со всего штата и сотрудничают с общественными системами здравоохранения по всему штату, чтобы обеспечить лечение рака ближе к дому. Они вылечили около 14,000 100,000 пациентов за около XNUMX XNUMX амбулаторных посещений клиники в дополнение к стационарной госпитализации в больнице UNM.

В общей сложности около 400 пациентов приняли участие в клинических испытаниях новых методов лечения рака, включая испытания новых стратегий профилактики рака и секвенирование генома рака.

Более 100 ученых-исследователей рака, связанных с UNMCCC, получили 35.7 миллиона долларов в виде федеральных и частных грантов и контрактов на исследовательские проекты в области рака. С 2015 года они опубликовали около 1000 рукописей и, способствуя экономическому развитию, подали 136 новых патентов и запустили 10 новых биотехнологических стартапов.

Наконец, врачи, ученые и сотрудники предоставили образование и опыт обучения более чем 500 старшеклассникам, студентам, аспирантам и докторантам в области исследований рака и оказания онкологической помощи.

Категории: Комплексный онкологический центр