TOKYO, Mar 7, 2022 – (JCN Newswire) – Fujitsu and the Tokyo Medical and Dental University (TMDU) today announced a new technology that uses AI to discover new causal mechanisms of drug resistance in cancer treatments from clinical data. Leveraging the world's fastest supercomputer "Fugaku,"(1) the new technology enables high-speed calculation of 20,000 variables of data within a single day and allows for the discovery of previously unknown causal relationships relating to drug resistance in cancer cells from 1,000 trillion different possibilities.
Fujitsu ja TMDU rakendasid seda tehnoloogiat vähirakuliinidelt saadud geeniekspressiooni taseme(2) andmetele, et analüüsida ravimiresistentsust(3) vähivastaste ravimite suhtes, ning õnnestus eraldada varem tundmatu geeni uus põhjuslik mehhanism, mis viitab vähirakuliinidele. resistentsus kopsuvähi ravimite suhtes. Eeldatakse, et uus tehnoloogia aitab kiirendada ravimite avastamist ja iga patsiendi jaoks individuaalsete vähiteraapiate elluviimist.
Tehnoloogia töötati välja teemal "Vähktõve põhjuste ja mitmekesisuse väljaselgitamine, kasutades suuremahulist andmeanalüüsi ja tehisintellekti tehnoloogiat", algatus, mida toetasid TMDU, Kyoto ülikool ja Fujitsu superarvuti Fugaku saavutuste kiirendamise programmi raames (4). .
Taust
Isegi kui patsient saab sihipärast vähiravimiravi(5), kujutab ravimiresistentsete vähirakkude ilmumine pidevat ohtu täielikule remissioonile. Teatud vähivormide ravimiresistentseks muutumise mehhanism jääb siiski ebaselgeks ja teadlased jätkavad tööd uute analüüsimeetoditega, mis heidavad valgust sellele, kuidas mitme juhimutatsiooniga rakud (6) omandavad ravimiresistentsuse. Ravimite väljatöötamisel ja kliinilistes uuringutes, mis hõlmavad ravimite ümberpaigutamist, (7) on oluline kindlaks teha patsiendid, kellele ravimid eeldatavasti mõju avaldavad. Siiski võib ravimite efektiivsus olenevalt elundist ja indiviidist ning geeniekspressiooni variatsioonidest erineda ning mitme geeni ekspressioonitasemeid kombineerivate mustrite arv ületab 1,000 triljonit (8). Inimgenoomi kõigi 20,000 4,000 geeni põhjalik otsimine võtaks seega tavapärase arvutiga rohkem kui XNUMX aastat ja protsessi kiirendamise viiside leidmine on suur väljakutse.
Äsja arendatud tehnoloogia
Fujitsu rakendas paralleelseid tingimuslikke ja põhjuslikke algoritme, et maksimeerida arvutusjõudlust superarvuti Fugaku abil, et analüüsida inimese genoomi praktilisteks uuringuteks vajaliku aja jooksul. Kasutades Fujitsu "Wide Learning"(9) tehisintellekti tehnoloogiat, et ekstraheerida statistilise teabe põhjal ravimiresistentsuse tekkega seotud potentsiaalsete geenide kombinatsioone, töötas Fujitsu välja uudse tehnoloogia, mis võimaldab teha põhjaliku otsingu ühe päeva jooksul.
Tulemused
Seda tehnoloogiat superarvutis Fugaku kasutava portaali Dependency Map (DepMap)(10) andmete käitamise tulemusena suutsid Fujitsu ja TMDU ühe päeva jooksul otsida tingimusi ja põhjuslikku seost kogu inimese genoomist ning määrata geenid, mis põhjustavad. resistentsus kopsuvähi raviks kasutatavate ravimite suhtes (11).
Kommentaar prof. Seiji Ogawalt, Kyoto ülikooli meditsiinikooli kraadiõppest
Paljulubavad tehnoloogiad, nagu Fujitsu tehisintellekti tehnoloogia teaduslikuks avastuseks ("Wide Learning"), võivad ühel päeval aidata kaasa biomarkerite avastamisele, mis on valdkond, kus ravimiarenduse vastu huvi kasvab. Uute ravimite väljatöötamise edu võti seisneb patsientide kindlakstegemises, kellele loodetakse uutest ravimitest kasu saada, ja kliiniliste uuringute läbiviimist. Kui on teada marker, mis ennustab, kes ravimist kasu saab, saab kliiniliste uuringute maksumust oluliselt vähendada ja üksikute kliiniliste uuringute läbiviimisega suurendada õnnestumise tõenäosust. Sellest vaatenurgast eeldatakse, et ravimitootjad ja teised on selle tehnoloogia vastu väga huvitatud. Ootusi on tekitanud ka asjaolu, et seda on rakendatud Fugaku abil.
Tulevikuplaanid
Edaspidi viivad Fujitsu ja TMDU läbi mitmekihilise ja põhjaliku analüüsi, mis ühendab erinevaid andmeid, sealhulgas ajateljed ja asukohaandmed, eesmärgiga kiirendada meditsiiniuuringuid, sealhulgas ravimite tõhususe valdkonnas, ning heita valgust vähi põhjustele. .
Fujitsu ja TMDU teevad koostööd ka eksperimentaalsetes uuringutes ravimite avastamise ja meditsiini valdkonnas. TMDU kasutab edaspidi selles uurimistöös välja töötatud tehnoloogiat, et edendada raskete haiguste, näiteks vähi strateegiate uurimist.
Lisaks arstiabile kasutab Fujitsu uut tehnoloogiat probleemide lahendamiseks erinevates valdkondades, sealhulgas turunduses, süsteemi toimimises ja tootmises.
Tänusõnad
See uuring viidi läbi osana haridus-, kultuuri-, spordi-, teadus- ja tehnoloogiaministeeriumi Fugaku saavutuste kiirendamise programmist "Vähktõve päritolu ja mitmekesisuse mõistmine suuremahulise andmeanalüüsi ja tehisintellekti tehnoloogiate kaudu" (JPMXP 1020200102). Osa uuringust viidi läbi superarvuti Fugaku (väljaande #: hp 200138, hp 210167) arvutusressurssidega.
(1) Superarvuti "Fugaku":
RIKENis superarvuti "K" järglasena installitud arvuti. Juunist 2020 kuni 3. novembrini oli see superarvutite edetabelis neljas kategoorias 4 aastat järjest esikohal. Täielik tegevus algas 4. märtsil 9.
(2) Geeni ekspressioonitase:
DNA-st kopeeritud RNA kogus (sama nukleiinhape nagu DNA, mis sünteesiti transkriptsiooni teel, kasutades matriitsina mõningaid DNA järjestusi).
(3) Ravimiresistentsus:
Nähtus, mille puhul ravimi toime nõrgeneb ravimi manustamise ajal.
(4) Superarvuti Fugaku saavutuste kiirendamise programm:
Programmiga alustas 2020. aasta mais Haridus-, Kultuuri-, Spordi-, Teadus- ja Tehnikaministeerium eesmärgiga saavutada varaseid tulemusi.
(5) Sihtravim:
Ravim, mis on loodud toimima ainult haigust põhjustavale molekulile (valk, geen jne).
(6) Draiveri mutatsioonid:
Geneetiline mutatsioon, mis põhjustab otseselt vähi arengut või progresseerumist.
(7) Ravimi ümberpaigutamine:
Ühe haiguse raviks välja töötatud ja heakskiidetud olemasolevate ravimite rakendamine teise haiguse ravis.
(8) Rohkem kui 1,000 triljonit:
Isegi kui iga geeni ekspressioonitase on piiratud 50 peamise geeni kombinatsiooniga, mis teadaolevalt on seotud vähiga ja iga geeni ekspressioonitase liigitatakse kahte kategooriasse (nt "kõrge" või "madal" geeniekspressioon), tingimus number on 2 astmeni 2, mis ületab 50 triljonit.
(9) Lai õpe:
Ametlik sait "Tere, Wide Learning!"
(10) Sõltuvuste kaart (DepMap):
Andmed ligikaudu 4,500 ravimi tundlikkuse ja resistentsuse kohta ligikaudu 600 erineva vähirakuliini suhtes, esitanud American Broad Institute. Kaasatud on vähirakuliinide mutatsiooniteave ja kõigi geenide ekspressiooniandmed.
(11) Fujitsu ja TMDU analüüsisid umbes 300 vähirakuliini DepMapi geeniekspressiooni andmeid, gefitiniibi (kopsuvähi ja muude vähitüüpide raviks kasutatav molekulaarselt suunatud ravim) tundlikkuse ja resistentsuse andmeid ning otsisid põhjalikult vähirakkude haigusseisundeid ja mehhanisme. read, mis ei reageeri gefitiniibile. Fujitsu ja TMDU tuvastasid tingimused, mille korral kolme transkriptsioonifaktori (geenid, mis kontrollivad geeni transkriptsiooni (RNA süntees)), ZNF516, E2F6 ja EMX1 ekspressioonitasemed olid madalad. Nendele tingimustele vastavates kopsuvähi rakuliinides avastati mehhanism, mille käivitavad transkriptsioonifaktorid SP7 ja PRRX1, kui täiendavad potentsiaalsed vähirakkude ravimiresistentsuse põhjused (vt võrdluspilti).
Fujitsu kohta
Fujitsu on Jaapani juhtiv info- ja kommunikatsioonitehnoloogia (IKT) ettevõte, mis pakub täielikku valikut tehnoloogiatooteid, lahendusi ja teenuseid. Ligikaudu 126,000 100 Fujitsu inimest toetavad kliente enam kui 6702 riigis. Kasutame oma kogemusi ja IKT jõudu, et kujundada koos klientidega ühiskonna tulevikku. Fujitsu Limited (TSE:3.6) teatas 34. märtsil 31 lõppenud eelarveaasta konsolideeritud tuludest 2021 triljonit jeeni (XNUMX miljardit USA dollarit). Lisateabe saamiseks vaadake www.fujitsu.com.
Tokyo meditsiini- ja hambaarstiülikooli kohta
Tokyo Meditsiini- ja Hambaraviülikool (TMDU) on Jaapani ainus kõikehõlmav meditsiiniülikool ja kraadiõppe kool, mis on pakkunud kõrgtasemel meditsiinilist ravi läbi meditsiini- ja hambaravivaldkonna sulandumise ning töötanud selle nimel, et kasvatada "teadmiste ja inimlikkusega professionaale". TMDU aitab kaasa inimeste tervisele ja ühiskonna heaolule, edendades silmapaistvaid tervishoiutöötajaid, kellel on humaanne ja globaalne väljavaade.
Autoriõigus 2022 JCN Newswire. Kõik õigused kaitstud. www.jcnnewswire.comFujitsu ja Tokyo Meditsiini- ja Hambaraviülikool (TMDU) teatasid täna uuest tehnoloogiast, mis kasutab tehisintellekti, et avastada kliiniliste andmete põhjal uusi ravimiresistentsuse põhjuslikke mehhanisme vähiravis.
- 000
- 100
- 11
- 2020
- 2021
- 2022
- 7
- 9
- kiirendama
- kiirendades
- omandama
- tegu
- manustatud
- edasijõudnud
- AI
- algoritme
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- ameerika
- analüüs
- teatas
- Teine
- taotlus
- PIIRKOND
- kunstlik
- tehisintellekti
- muutuma
- on
- Miljard
- mis
- Põhjus
- väljakutse
- väljakutseid
- Kliinilistes uuringutes
- Teevad koostööd
- kombinatsioon
- kombinatsioonid
- KOMMUNIKATSIOON
- ettevõte
- seisund
- järjestikune
- jätkama
- aitama kaasa
- kontrollida
- autoriõigus
- riikides
- kultuur
- Kliendid
- andmed
- andmete analüüs
- päev
- arenenud
- & Tarkvaraarendus
- erinevad
- erinev
- avastasin
- avastus
- haigus
- haigused
- mitmekesisus
- dna
- juht
- uimasti
- Narkootikumide
- Varajane
- Käsitöö
- mõju
- ootused
- oodatav
- kogemus
- tegurid
- Valdkonnad
- esimene
- edasi
- täis
- tulevik
- Globaalne
- koolilõpetaja
- Kasvavad
- Tervis
- tervishoid
- Kuidas
- HTTPS
- Inimkond
- identifitseerima
- pilt
- rakendatud
- oluline
- lisatud
- Kaasa arvatud
- kasvanud
- eraldi
- info
- algatus
- Intelligentsus
- huvi
- probleem
- IT
- Võti
- teadmised
- teatud
- juhtivate
- õppimine
- Tase
- Finantsvõimendus
- valgus
- piiratud
- liising
- logo
- peamine
- tootmine
- kaart
- Märts
- Turundus
- meditsiini-
- arstiabi
- meditsiin
- pakkumine
- Operations
- et
- Muu
- väljavaade
- Inimesed
- jõudlus
- Pharmaceutical
- Vaatepunkt
- Portal
- võimalused
- võimalik
- võim
- protsess
- Toodet
- spetsialistid
- Programm
- edendama
- valik
- Suhted
- esindab
- teadustöö
- Vahendid
- Tulemused
- jooksmine
- Kool
- teadus
- Teadus ja tehnoloogia
- Otsing
- Teenused
- site
- Ühiskond
- Lahendused
- sport
- alustatud
- statistiline
- strateegiad
- edu
- toetama
- Toetatud
- süsteem
- Tehnoloogiad
- Tehnoloogia
- teema
- Läbi
- aeg
- ajakava
- täna
- Tokyo
- käsitlema
- ravi
- Ülikool
- kasutama
- ära kasutama
- vaade
- WHO
- jooksul
- Töö
- töötas
- maailm
- aasta
- aastat
- Jeen