Naučnici su otkrili skrivene znake Parkinsonove bolesti uz pomoć vještačke inteligencije i robotike i objavili u studiji 25. marta 2022. godine u Nature Communications
U studiji se opisuje nova platforma za otkrivanje ćelijskih potpisa Parkinsove bolesti, koja integriše robotske sisteme za proučavanje ćelija pacijenata sa metodama vještačke 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 uspješno 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 lijekova 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 lijekova 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, obilježe različite dijelove ovih ćelija tehnikom koja se zove Cell Painting i kreiraju hiljade optičkih mikroskopskih slika visokog sadržaja.
Dobijene slike su ubačene u nepristrasan AI cjevovod za analizu slika, identifikujući karakteristike slike specifične za ćelije pacijenata koje bi se mogle koristiti da se razlikuju od zdravih kontrola.
Ove metode vještačke inteligencije mogu da odrede šta je zajedničko ćelijama pacijenata koje inače ne bi bile vidljive.
Algoritmi nepristrasni
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 neuspjeha nedavnih kliničkih ispitivanja za lijekove otkrivene na osnovu specifičnih ciljeva bolesti i puteva za koje se vjeruje da su pokretači bolesti.
Otkrivanje ovih novih znakova bolesti korišćenjem nepristrasnih metoda, posebno među populacijama pacijenata, ima vrijednost za dijagnostiku i otkrivanje lijekova, čak otkrivajući nove razlike između pacijenata.
Potpisi Parkinsonove bolesti koje je identifikovao tim sada mogu da se koriste kao osnova za sprovođenje testiranje lijekova na ćelijama pacijenata, kako bi se otkrilo koji lijekovi mogu da preokrenu ove karakteristike.
Studija takođe daje najveći poznati skup podataka Cell Painting (48TB) kao resurs zajednice.
Primjetno je da je platforma agnostična za bolesti i zahtjeva 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 gdje je tradicionalno otkrivanje lijekova bilo neuspješno.
