طوكيو ، 7 مارس 2022 - (JCN Newswire) - أعلنت فوجيتسو وجامعة طوكيو للطب وطب الأسنان (TMDU) اليوم عن تقنية جديدة تستخدم الذكاء الاصطناعي لاكتشاف آليات سببية جديدة لمقاومة الأدوية في علاجات السرطان من البيانات السريرية. بالاستفادة من أسرع كمبيوتر عملاق في العالم "Fugaku" ، (1) تتيح التكنولوجيا الجديدة حسابًا عالي السرعة لـ 20,000 متغير من البيانات في يوم واحد وتسمح باكتشاف العلاقات السببية غير المعروفة سابقًا والمتعلقة بمقاومة الأدوية في الخلايا السرطانية من 1,000 تريليون احتمالية مختلفة.
طبقت فوجيتسو و TMDU هذه التقنية على مستوى التعبير الجيني (2) البيانات التي تم الحصول عليها من خطوط الخلايا السرطانية من أجل تحليل مقاومة الأدوية (3) ضد الأدوية المضادة للسرطان ، ونجحت في استخلاص آلية سببية جديدة لجين غير معروف سابقًا يشير إلى سبب مقاومة أدوية سرطان الرئة. من المتوقع أن تساهم التكنولوجيا الجديدة في تسريع اكتشاف الأدوية وتحقيق علاجات السرطان الفردية لكل مريض.
تم تطوير هذه التقنية تحت عنوان "توضيح سبب وتنوع السرطان باستخدام تحليل البيانات على نطاق واسع وتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي" ، وهي مبادرة تدعمها TMDU وجامعة كيوتو وفوجيتسو كجزء من برنامج تسريع الإنجاز للكمبيوتر العملاق Fugaku [4) .
خلفيّة
حتى إذا تلقى المريض علاجًا مستهدفًا للسرطان (5) ، فإن ظهور الخلايا السرطانية المقاومة للأدوية يمثل تهديدًا مستمرًا للمغفرة الكاملة. لا تزال آلية كيفية تحول بعض أنواع السرطان إلى مقاومة للأدوية غير واضحة ، ومع ذلك ، يواصل الباحثون العمل على طرق جديدة للتحليل تلقي الضوء على كيفية اكتساب الخلايا التي لديها طفرات محرك متعددة (6) مقاومة للأدوية. في تطوير الأدوية والتجارب السريرية التي تتضمن تغيير موضع الدواء (7) ، من المهم تحديد المرضى الذين يُتوقع أن يكون للأدوية تأثير عليهم. ومع ذلك ، قد تختلف فعالية الأدوية اعتمادًا على العضو والفرد والاختلافات في التعبير الجيني ، ويتجاوز عدد الأنماط التي تجمع بين مستويات التعبير لجينات متعددة 1,000 تريليون (8). وبالتالي ، فإن البحث الشامل لجميع الجينات البالغ عددها 20,000 في الجينوم البشري قد يستغرق أكثر من 4,000 عام باستخدام جهاز كمبيوتر تقليدي وإيجاد طرق لتسريع العملية يمثل تحديًا كبيرًا.
التكنولوجيا المطورة حديثاً
نفذت فوجيتسو خوارزميات شرطية وسببية متوازية لزيادة الأداء الحسابي إلى الحد الأقصى باستخدام الكمبيوتر العملاق Fugaku لتحليل الجينوم البشري ضمن إطار زمني مطلوب لإجراء بحث عملي. من خلال استخدام تقنية الذكاء الاصطناعي "التعلم الواسع" (9) من فوجيتسو لاستخراج مجموعات من الجينات المحتملة المتعلقة بظهور مقاومة الأدوية بناءً على المعلومات الإحصائية ، طورت فوجيتسو تقنية جديدة تجعل من الممكن إجراء بحث شامل في غضون يوم واحد.
النتائج
كنتيجة لتشغيل بيانات بوابة خريطة التبعية (DepMap) (10) باستخدام هذه التقنية على الكمبيوتر العملاق Fugaku ، تمكنت Fujitsu و TMDU من البحث في الجينوم البشري بأكمله عن الحالات والسببية في غضون يوم واحد وتحديد الجينات التي تسبب مقاومة الأدوية المستخدمة في علاج سرطان الرئة (11).
تعليق من البروفيسور سيجي أوجاوا ، كلية الطب العليا ، جامعة كيوتو
قد تساهم التقنيات الواعدة مثل تقنية فوجيتسو للذكاء الاصطناعي للاكتشاف العلمي ("التعلم الواسع") يومًا ما في اكتشاف المؤشرات الحيوية ، والتي تمثل مجالًا ذا اهتمام متزايد بتطوير الأدوية. مفتاح نجاح تطوير الأدوية الجديدة هو تحديد المرضى الذين يتوقع أن يستفيدوا من الأدوية الجديدة وإجراء التجارب السريرية. إذا كانت العلامة التي تتنبأ بمن سيستفيد من الدواء معروفة ، يمكن تقليل تكلفة التجارب السريرية بشكل كبير ويمكن زيادة احتمالية النجاح من خلال إجراء التجارب السريرية الفردية. من وجهة النظر هذه ، من المتوقع أن يهتم مصنعو الأدوية وغيرهم بهذه التكنولوجيا. كما أن حقيقة أنه تم تنفيذه باستخدام Fugaku قد أدى إلى زيادة التوقعات.
الخطط المستقبلية
من الآن فصاعدًا ، ستجري شركة Fujitsu و TMDU تحليلاً شاملاً متعدد الطبقات يجمع بين البيانات المختلفة بما في ذلك بيانات المحور الزمني والموقع بهدف تسريع البحث الطبي ، بما في ذلك في مجال فعالية الأدوية ، فضلاً عن تسليط الضوء على أسباب السرطان .
سوف تتعاون شركة Fujitsu و TMDU أيضًا في البحث التجريبي في مجالات اكتشاف الأدوية والطب. ستستخدم TMDU أيضًا التكنولوجيا التي تم تطويرها في هذا البحث لتعزيز البحث حول استراتيجيات الأمراض المستعصية مثل السرطان.
بالإضافة إلى الرعاية الطبية ، ستستخدم فوجيتسو التكنولوجيا الجديدة لحل التحديات في مجموعة متنوعة من المجالات ، بما في ذلك التسويق وعمليات النظام والتصنيع.
شكر وتقدير
تم إجراء هذا البحث كجزء من برنامج Fugaku Achievement Acceleration التابع لوزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا "فهم أصل وتنوع السرطان من خلال تحليل البيانات على نطاق واسع وتقنيات الذكاء الاصطناعي" (JPMXP 1020200102). تم إجراء جزء من البحث باستخدام الموارد الحسابية للكمبيوتر العملاق Fugaku (العدد رقم: hp 200138 ، hp 210167).
(1) الحاسوب العملاق "فوجاكو":
تم تركيب جهاز كمبيوتر في RIKEN خلفًا للكمبيوتر العملاق "K." من يونيو 2020 إلى 3 نوفمبر ، احتلت المرتبة الأولى في 4 فئات في تصنيفات الحواسيب العملاقة لمدة 4 سنوات متتالية. بدأ التشغيل الكامل في 9 مارس 2021.
(2) مستوى التعبير الجيني:
كمية الحمض النووي الريبي المنسوخة من الحمض النووي (نفس الحمض النووي مثل الحمض النووي المركب بالنسخ باستخدام بعض تسلسلات الحمض النووي كقوالب).
(3) مقاومة الأدوية:
ظاهرة يضعف فيها تأثير الدواء أثناء تناوله.
(4) برنامج تسريع إنجاز فوجاكو للكمبيوتر العملاق:
بدأ البرنامج في مايو 2020 من قبل وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا بهدف تحقيق نتائج مبكرة.
(5) المخدرات المستهدفة:
دواء مصمم للعمل فقط على الجزيء (البروتين ، الجين ، إلخ) المسبب للمرض.
(6) طفرات السائق:
طفرة جينية تسبب مباشرة تطور السرطان أو تطوره.
(7) إعادة وضع الدواء:
تطبيق الأدوية الموجودة المطورة والمعتمدة لعلاج مرض ما لعلاج مرض آخر.
(8) أكثر من 1,000 تريليون:
حتى إذا كان مستوى التعبير لكل جين مقيدًا بمجموعة من 50 جينًا رئيسيًا معروفًا بأنها مرتبطة بالسرطان ويتم تصنيف مستوى التعبير لكل جين إلى فئتين (على سبيل المثال ، تعبير جيني "مرتفع" أو "منخفض") ، رقم الشرط هو 2 أس 2 ، والذي يتجاوز 50 تريليون.
(9) التعلم على نطاق واسع:
الموقع الرسمي "Hello، Wide Learning!"
(10) خريطة التبعية (DepMap):
بيانات عن حساسية ومقاومة ما يقرب من 4,500 دواء لما يقرب من 600 خط خلايا سرطانية مختلفة ، مقدمة من معهد American Broad Institute. يتم تضمين معلومات تحور خطوط الخلايا السرطانية وبيانات التعبير لجميع الجينات.
(11) قامت Fujitsu و TMDU بتحليل بيانات التعبير الجيني من DepMap لما يقرب من 300 خط من الخلايا السرطانية ، وبيانات الحساسية والمقاومة لـ Gefitinib (دواء مستهدف جزيئيًا يستخدم لعلاج سرطان الرئة وأنواع السرطان الأخرى) ، وبحثا بشكل شامل عن حالات وآليات الخلايا السرطانية الخطوط التي لا تستجيب لجيفيتينيب. حدد فوجيتسو و TMDU الظروف التي بموجبها كانت مستويات التعبير لثلاثة عوامل نسخ (الجينات التي تتحكم في نسخ الجينات (تخليق الحمض النووي الريبي)) و ZNF516 و E2F6 و EMX1 منخفضة. في خطوط خلايا سرطان الرئة التي تستوفي هذه الشروط ، تم اكتشاف آلية ناجمة عن عوامل النسخ SP7 و PRRX1 كأسباب محتملة أخرى لمقاومة الأدوية في الخلايا السرطانية (انظر الصورة المرجعية).
حول فوجيتسو
فوجيتسو هي الشركة اليابانية الرائدة في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) التي تقدم مجموعة كاملة من المنتجات والحلول والخدمات التقنية. يدعم ما يقرب من 126,000 ألف شخص من فوجيتسو العملاء في أكثر من 100 دولة. نحن نستخدم خبرتنا وقوة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات لتشكيل مستقبل المجتمع مع عملائنا. أعلنت شركة Fujitsu Limited (TSE: 6702) عن إيرادات مجمعة بقيمة 3.6 تريليون ين (34 مليار دولار أمريكي) للسنة المالية المنتهية في 31 مارس 2021. لمزيد من المعلومات ، يرجى الاطلاع على www.fujitsu.com.
حول جامعة طوكيو للطب وطب الأسنان
جامعة طوكيو للطب وطب الأسنان (TMDU) هي الجامعة الطبية الشاملة الوحيدة في اليابان وكلية الدراسات العليا ، وقد قدمت علاجًا طبيًا متقدمًا من خلال دمج مجالات الطب وطب الأسنان وعملت على تنمية "المهنيين ذوي المعرفة والإنسانية". تساهم TMDU في صحة الإنسان ورفاهية المجتمع من خلال رعاية متخصصي الرعاية الصحية المتميزين بنظرة إنسانية وعالمية.
حقوق النشر 2022 JCN Newswire. كل الحقوق محفوظة. www.jcnnewswire.com أعلنت فوجيتسو وجامعة طوكيو للطب والأسنان (TMDU) اليوم عن تقنية جديدة تستخدم الذكاء الاصطناعي لاكتشاف آليات سببية جديدة لمقاومة الأدوية في علاجات السرطان من البيانات السريرية.
- 000
- 100
- 11
- 2020
- 2021
- 2022
- 7
- 9
- تسريع
- تسريع
- كسب
- عمل
- تدار
- متقدم
- AI
- خوارزميات
- الكل
- أمريكي
- تحليل
- أعلن
- آخر
- تطبيق
- المنطقة
- مصطنع
- الذكاء الاصطناعي
- أصبح
- يجري
- مليار
- يهمني
- سبب
- تحدى
- التحديات
- التجارب السريرية
- تعاون
- مجموعة
- تركيبات
- Communication
- حول الشركة
- حالة
- على التوالي
- استمر
- المساهمة
- مراقبة
- حقوق الطبع والنشر
- دولة
- ثقافة
- العملاء
- البيانات
- تحليل البيانات
- يوم
- المتقدمة
- التطوير التجاري
- اختلف
- مختلف
- اكتشف
- اكتشاف
- مرض
- الأمراض
- تنوع
- الحمض النووي
- سائق
- عقار
- المخدرات
- في وقت مبكر
- التعليم
- تأثير
- التوقعات
- متوقع
- الخبره في مجال الغطس
- العوامل
- مجال
- الاسم الأول
- إلى الأمام
- بالإضافة إلى
- مستقبل
- العالمية
- خريج
- متزايد
- صحة الإنسان
- الرعاية الصحية
- كيفية
- HTTPS
- الإنسانية
- تحديد
- صورة
- نفذت
- أهمية
- شامل
- بما فيه
- زيادة
- فرد
- معلومات
- مبادرة
- رؤيتنا
- مصلحة
- قضية
- IT
- القفل
- المعرفة
- معروف
- قيادة
- تعلم
- مستوى
- الرافعة المالية
- ضوء
- محدود
- موقع
- شعار
- رائد
- تصنيع
- رسم خريطة
- مارس
- التسويق
- طبي
- الرعاية الطبية
- دواء
- الوهب
- عمليات
- طلب
- أخرى
- بريد اوتلوك
- مجتمع
- أداء
- الأدوية
- بسبب، حظ
- بوابة
- إمكانيات
- ممكن
- قوة
- عملية المعالجة
- المنتجات
- المهنيين
- البرنامج
- تعزيز
- نطاق
- العلاقات
- يمثل
- بحث
- الموارد
- النتائج
- تشغيل
- المدرسة
- علوم
- العلوم والتكنولوجيا
- بحث
- خدمات
- الموقع
- جاليات
- الحلول
- رياضة
- بدأت
- إحصائي
- استراتيجيات
- تحقيق النجاح
- الدعم
- مدعومة
- نظام
- التكنولوجيا
- تكنولوجيا
- موضوع
- عبر
- الوقت
- إطار زمني
- اليوم
- طوكيو
- علاج
- علاج
- جامعة
- تستخدم
- الاستفادة من
- المزيد
- من الذى
- في غضون
- للعمل
- عمل
- العالم
- عام
- سنوات
- ين