Moderné technológie zohrávajú čoraz väčšiu úlohu aj v oblasti medicíny. Umelá inteligencia už dávno nie je len témou sci-fi filmov. Vedci ju dnes skúmajú ako nástroj, ktorý by mohol zmeniť spôsob, akým rozumieme vážnym ochoreniam.
Výskumníci z Lekárskej fakulty Univerzity v Marylande sa rozhodli preskúmať, či by počítače mohli pomôcť predpovedať správanie rakovinových buniek. Najnovšia štúdia bola publikovaná vo vedeckom časopise Cell, o čom informuje aj zahraničný portál Science Daily.
Predpoveď rakoviny
Vedci z Inštitútu pre genómové vedy (IGS) Lekárskej fakulty Univerzity v Marylande vyvinuli prístroj podobný tomu, aký sa používa na predpoveď počasia. Prostredníctvom tohto prístroja sa dá predpovedať bunková aktivita v tkanivách v priebehu času.
Nový počítačový softvér spája genetické dáta s počítačovým modelovaním, aby vedci vedeli predpovedať, ako sa bunky správajú. Sleduje napríklad, ako medzi sebou bunky komunikujú a čo môže spôsobiť, že sa rakovinové bunky začnú rýchlo rozvíjať.
Tento pokrok je výsledkom niekoľkoročného výskumu, na ktorom spolupracovali vedci z laboratórií aj lekári z praxe. Cieľom bolo vyvinúť softvér, ktorý by mohol v budúcnosti pomôcť navrhnúť najvhodnejšiu liečbu pre pacientov s rakovinou. Metóda by fungovala tak, že by sa vytvoril virtuálny dvojník pacienta, ktorý by napodobnil, ako jeho telo reaguje na chorobu a liečbu.
Čítajte viac Šedý zákal, rakovina kože v okolí očí, trvalé poškodenie rohovky. Spôsobiť ich môže jedna veľmi podceňovaná vec, ktorá hrozí v zime
„Hoci štandardný biomedicínsky výskum urobil obrovský pokrok v mapovaní bunkového prostredia pomocou genomických technológií, výsledkom je stále len jeden moment – neukazuje, ako môžu choroby, ako napríklad rakovina, vzniknúť v dôsledku komunikácie medzi bunkami,“ informovala PhD. Jeanette Johnson, postdoktorandka v Inštitúte pre genómové vedy (IGS) na Lekárskej fakulte Univerzity v Marylande a spoluautorka štúdie.
„Rakovinu kontroluje alebo podporuje imunitný systém, ktorý je u každého človeka jedinečný. Táto zložitosť sťažuje predpovedanie vývoja ochorenia na základe údajov z ľudských nádorov pre konkrétneho pacienta,“ dodala Johnson.
Tento výskum je výnimočný tým, že vedci použili jednoduchý jazyk na opísanie toho, ako bunky fungujú. Počítač tento jazyk dokáže spracovať a vytvoriť z neho model, ktorý ukazuje, čo sa v tele deje. Takto môžu vedci lepšie pochopiť správanie buniek a sledovať, ako sa vyvíja napríklad rakovina.
„Táto nová „gramatika“ umožňuje komunikáciu medzi biológiou a kódom rovnako ako komunikáciu medzi vedcami z rôznych odborov, aby mohli túto modelovaciu paradigmu využiť vo svojom výskume,“ povedal vedec Daniel Bergman.
Rakovina prsníka pod drobnohľadom
Ako sme spomínali vyššie, vedci z Univerzity v Marylande vytvorili počítačový model, ktorý pomáha lepšie pochopiť, ako sa správa rakovina. Zamerali sa na rakovinu prsníka a pankreasu a použili na to genetické údaje od reálnych pacientov.
Výskumom zistili, že pri rakovine prsníka imunitný systém nie vždy dokáže zastaviť nádor. V niektorých prípadoch mu dokonca pomáha ďalej rásť a šíriť sa do tela.
Čítajte viac Znižuje cholesterol, krvný tlak aj zápaly v tele. Obľúbenej pochúťky sa netreba báť, potvrdili to aj vedci
Nový model vedci použili aj na simuláciu liečby rakoviny pankreasu. Ukázalo sa, že každý pacient môže na liečbu reagovať inak. Práve to je dôležité pri výbere správnej liečby. Pankreas býva často obklopený tvrdou vrstvou buniek, ktoré výrazne liečbu sťažujú. Vedci vďaka špeciálnej technológii sledovali, ako tieto bunky spolupracujú s nádorom a ovplyvňujú jeho rast.
„To, čo robí tieto modely pre mňa ako odborníčku na imunológiu takými zaujímavými, je to, že ich môžeme vytvárať, nastavovať a ďalej rozvíjať pomocou údajov z laboratórnych experimentov aj genetických údajov od ľudí. Imunitné bunky sú fascinujúce a riadia sa určitými pravidlami správania, ktoré môžeme do týchto modelov naprogramovať. Môžeme napríklad získať údaje a použiť ich ako momentku toho, čo práve robí imunitný systém, a tento systém nám potom umožňuje slobodne skúmať naše vedecké predstavy o tom, čo sa v tele deje v priebehu času – bez rizika alebo dodatočných nákladov pre pacientov,“ povedala doktorka Johnson.
