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 ו-TMDU יישמו טכנולוגיה זו על נתונים ברמת ביטוי גנים(2) שהתקבלו משורות תאים סרטניים במטרה לנתח עמידות לתרופות(3) כנגד תרופות אנטי-סרטניות, והצליחו לחלץ מנגנון סיבתי חדש של גן שלא היה ידוע בעבר, המצביע על סיבה ל- עמידות לתרופות לסרטן ריאות. הטכנולוגיה החדשה צפויה לתרום להאצת גילוי התרופות ולמימוש טיפולי סרטן המותאמים אישית לכל מטופל.
הטכנולוגיה פותחה תחת הנושא של "בירור הגורם והמגוון של סרטן באמצעות ניתוח נתונים בקנה מידה גדול וטכנולוגיית AI", יוזמה שנתמכת על ידי TMDU, אוניברסיטת קיוטו ופוג'יטסו כחלק מתוכנית האצת ההישגים של מחשבי העל Fugaku(4) .
רקע
גם אם מטופל מקבל טיפול ממוקד בסרטן(5), הופעת תאים סרטניים עמידים לתרופות מייצגת איום מתמשך להפוגה מלאה. עם זאת, המנגנון לאופן שבו סוגי סרטן מסוימים הופכים עמידים לתרופות עדיין לא ברור, והחוקרים ממשיכים לעבוד על שיטות ניתוח חדשות ששופכות אור על האופן שבו תאים שיש להם מספר מוטציות נהג(6) רוכשים עמידות לתרופות. בפיתוח תרופות ובניסויים קליניים הכוללים מיקום מחדש של התרופה(7), חשוב לזהות חולים שצפויה להשפיע עליהם לתרופות. עם זאת, היעילות של תרופות עשויה להיות שונה בהתאם לאיבר ולפרט ולשונות בביטוי הגנים, ומספר הדפוסים המשלבים רמות ביטוי של גנים מרובים עולה על 1,000 טריליון(8). חיפוש מקיף של כל 20,000 הגנים בגנום האנושי יימשך אפוא יותר מ-4,000 שנים עם מחשב רגיל ומציאת דרכים להאיץ את התהליך מהווה אתגר גדול.
טכנולוגיה חדשה שפותחה
Fujitsu הטמיעה אלגוריתמים מותנים וסיבתיים מקבילים כדי למקסם את הביצועים החישוביים עם מחשב העל Fugaku כדי לנתח את הגנום האנושי במסגרת זמן הדרושה למחקר מעשי. על ידי ניצול טכנולוגיית הבינה המלאכותית של Fujitsu "Wide Learning"(9) כדי לחלץ שילובים של גנים פוטנציאליים הקשורים להופעת עמידות לתרופות על בסיס מידע סטטיסטי, Fujitsu פיתחה טכנולוגיה חדשה המאפשרת לבצע חיפוש מקיף תוך יום.
תוצאות
כתוצאה מהפעלת נתונים של פורטל התלות (DepMap)(10) באמצעות טכנולוגיה זו במחשב העל Fugaku, Fujitsu ו-TMDU הצליחו לחפש בכל הגנום האנושי תנאים וסיבתיות תוך יום אחד ולקבוע את הגנים הגורמים עמידות לתרופות המשמשות לטיפול בסרטן ריאות(11).
הערה מאת פרופ' סייג'י אוגאווה, בית הספר לתואר שני לרפואה, אוניברסיטת קיוטו
טכנולוגיות מבטיחות כמו טכנולוגיית הבינה המלאכותית של Fujitsu לגילוי מדעי ("למידה רחבה") עשויות יום אחד לתרום לגילוי של סמנים ביולוגיים, המייצגים תחום של עניין גובר בפיתוח תרופות. המפתח להצלחת פיתוח תרופות חדשות הוא לזהות חולים שצפויים להפיק תועלת מתרופות חדשות ולערוך ניסויים קליניים. אם ידוע הסמן שמנבא מי ייהנה מהתרופה, ניתן להוזיל משמעותית את עלות הניסויים הקליניים ולהגדיל את ההסתברות להצלחה על ידי ביצוע ניסויים קליניים בודדים. מנקודת מבט זו, יצרני תרופות ואחרים צפויים להתעניין מאוד בטכנולוגיה זו. גם העובדה שהוא יושם באמצעות Fugaku עוררה ציפיות.
תוכניות לעתיד
בהמשך, Fujitsu ו-TMDU יבצעו ניתוח רב-שכבתי ומקיף המשלב נתונים שונים לרבות נתוני ציר זמן ונתוני מיקום במטרה להאיץ את המחקר הרפואי, לרבות בתחום יעילות התרופות, וכן לשפוך אור על הגורמים לסרטן. .
Fujitsu ו-TMDU גם ישתפו פעולה במחקר ניסיוני בתחומי גילוי התרופות והרפואה. TMDU תשתמש עוד יותר בטכנולוגיה שפותחה במחקר זה כדי לקדם מחקר על אסטרטגיות למחלות בלתי פתירות כגון סרטן.
בנוסף לטיפול הרפואי, Fujitsu תשתמש בטכנולוגיה החדשה כדי לפתור אתגרים במגוון תחומים, לרבות שיווק, תפעול מערכות וייצור.
תודות
מחקר זה נערך כחלק מתוכנית האצת הישגי Fugaku של משרד החינוך, התרבות, הספורט, המדע והטכנולוגיה "הבנת מקורו וגיוון הסרטן באמצעות טכנולוגיות ניתוח נתונים בקנה מידה גדול וטכנולוגיות בינה מלאכותית" (JPMXP 1020200102). חלק מהמחקר נערך עם משאבי החישוב של מחשב העל Fugaku (גיליון מס': hp 200138, hp 210167).
(1) מחשב העל "פוגאקו":
מחשב שהותקן ב-RIKEN כיורש של מחשב העל "K". מיוני 2020 עד 3 בנובמבר, היא דורגה במקום הראשון ב-4 קטגוריות בדירוג מחשבי העל במשך 4 שנים רצופות. הפעילות המלאה החלה ב-9 במרץ 2021.
(2) רמת ביטוי גנים:
כמות RNA שהועתקה מ-DNA (אותה חומצת גרעין כמו DNA המסונתזת על ידי שעתוק באמצעות כמה רצפי DNA כתבניות).
(3) עמידות לתרופות:
תופעה שבה השפעתה של תרופה נחלשת בזמן מתן התרופה.
(4) תוכנית האצת הישגי מחשב העל Fugaku:
התוכנית החלה במאי 2020 על ידי משרד החינוך, התרבות, הספורט, המדע והטכנולוגיה במטרה להגיע לתוצאות מוקדמות.
(5) תרופה ממוקדת:
תרופה המיועדת לפעול רק על המולקולה (חלבון, גן וכו') הגורמת למחלה.
(6) מוטציות בנהגים:
מוטציה גנטית הגורמת ישירות להתפתחות או התקדמות של סרטן.
(7) מיקום מחדש של התרופה:
יישום תרופות קיימות שפותחו ואושרו לטיפול במחלה אחת לטיפול במחלה אחרת.
(8) יותר מ-1,000 טריליון:
גם אם רמת הביטוי של כל גן מוגבלת לשילוב של 50 גנים עיקריים הידועים כקשורים לסרטן ורמת הביטוי של כל גן מסווגת ל-2 קטגוריות (למשל, ביטוי גנים "גבוה" או "נמוך"), מספר התנאי הוא 2 בחזקת 50, שעולה על 1,000 טריליון.
(9) למידה רחבה:
האתר הרשמי "שלום, למידה רחבה!"
(10) מפת תלות (DepMap):
נתונים על רגישות ועמידות של כ-4,500 תרופות לכ-600 קווי תאים סרטניים שונים, מסופקים על ידי מכון ברוד האמריקאי. מידע על מוטציות של קווי תאים סרטניים ונתוני ביטוי של כל הגנים כלולים.
(11) Fujitsu ו-TMDU ניתחו נתוני ביטוי גנים מ-DepMap של כ-300 שורות תאים סרטניים, נתוני רגישות ועמידות של Gefitinib (תרופה ממוקדת מולקולרית המשמשת לטיפול בסרטן ריאות וסוגי סרטן אחרים), וחיפשו באופן מקיף אחר מצבים ומנגנונים של תאים סרטניים קווים שאינם מגיבים לגפיטיניב. Fujitsu ו-TMDU זיהו תנאים שבהם רמות הביטוי של שלושה גורמי שעתוק (גנים השולטים בתעתוק גנים (סינתזה של RNA)), ZNF516, E2F6 ו-EMX1, היו נמוכות. בשורות תאי סרטן ריאות העומדות בתנאים אלה, התגלה מנגנון המופעל על ידי גורמי השעתוק SP7 ו-PRRX1 כגורמים פוטנציאליים נוספים לעמידות לתרופות בתאים סרטניים (ראה תמונת הפניה).
על פוג'יטסו
פוג'יטסו היא החברה המובילה בטכנולוגיית מידע ותקשורת (ICT) היפנית המציעה מגוון מלא של מוצרי טכנולוגיה, פתרונות ושירותים. כ -126,000 אנשי פוג'יטסו תומכים בלקוחות ביותר מ -100 מדינות. אנו משתמשים בניסיוננו ובכוח התקשוב בכדי לעצב את עתיד החברה מול לקוחותינו. Fujitsu Limited (TSE: 6702) דיווחה על הכנסות מאוחדות של 3.6 טריליון ין (34 מיליארד דולר) לשנת הכספים שהסתיימה ב- 31 במרץ 2021. למידע נוסף, ראה www.fujitsu.com.
על האוניברסיטה לרפואה ושיניים של טוקיו
אוניברסיטת טוקיו לרפואה ודנטלית (TMDU) היא האוניברסיטה לרפואה ובית הספר לתארים מתקדמים היחיד ביפן, והיא סיפקה טיפול רפואי מתקדם באמצעות מיזוג של תחומי הרפואה והשיניים ופעלה לטיפוח "אנשי מקצוע בעלי ידע ואנושיות". TMDU תורם לבריאות האדם ולרווחת החברה על ידי טיפוח אנשי מקצוע מצטיינים בתחום הבריאות עם השקפה אנושית וגלובלית.
זכויות יוצרים 2022 JCN Newswire. כל הזכויות שמורות. www.jcnnewswire.comFujitsu והאוניברסיטה לרפואה ודנטלית של טוקיו (TMDU) הכריזו היום על טכנולוגיה חדשה המשתמשת בבינה מלאכותית כדי לגלות מנגנונים סיבתיים חדשים של עמידות לתרופות בטיפולי סרטן מתוך נתונים קליניים.
- 000
- 100
- 11
- 2020
- 2021
- 2022
- 7
- 9
- להאיץ
- מאיצה
- לרכוש
- לפעול
- מנוהל
- מתקדם
- AI
- אלגוריתמים
- תעשיות
- אֲמֶרִיקָאִי
- אנליזה
- הודיע
- אחר
- בקשה
- AREA
- מלאכותי
- בינה מלאכותית
- להיות
- להיות
- B
- אשר
- לגרום
- לאתגר
- האתגרים
- ניסויים קליניים
- לשתף פעולה
- שילוב
- שילובים
- תקשורת
- חברה
- מצב
- רצופים
- להמשיך
- לתרום
- לִשְׁלוֹט
- זכויות יוצרים
- מדינות
- תַרְבּוּת
- לקוחות
- נתונים
- ניתוח נתונים
- יְוֹם
- מפותח
- צעצועי התפתחות
- נבדלים
- אחר
- גילה
- תגלית
- מַחֲלָה
- מחלות
- גיוון
- ה-DNA
- נהג
- תרופה
- סמים
- מוקדם
- חינוך
- השפעה
- הציפיות
- צפוי
- ניסיון
- גורמים
- שדות
- ראשון
- קדימה
- מלא
- עתיד
- גלוֹבָּלִי
- בוגר
- גדל
- בְּרִיאוּת
- בריאות
- איך
- HTTPS
- אנושיות
- לזהות
- תמונה
- יושם
- חשוב
- כלול
- כולל
- גדל
- בנפרד
- מידע
- יוזמה
- מוֹדִיעִין
- אינטרס
- סוגיה
- IT
- מפתח
- ידע
- ידוע
- מוביל
- למידה
- רמה
- תנופה
- אוֹר
- מוגבל
- מיקום
- סֵמֶל
- גדול
- ייצור
- מַפָּה
- צעדה
- שיווק
- רפואי
- טיפול רפואי
- רפואה
- הצעה
- תפעול
- להזמין
- אחר
- Outlook
- אֲנָשִׁים
- ביצועים
- התרופות
- נקודת מבט
- כניסה
- אפשרויות
- אפשרי
- כּוֹחַ
- תהליך
- מוצרים
- אנשי מקצוע
- תָכְנִית
- לקדם
- רכס
- מערכות יחסים
- מייצג
- מחקר
- משאבים
- תוצאות
- ריצה
- בית ספר
- מדע
- מדע וטכנולוגיה
- חיפוש
- שירותים
- אתר
- חֶברָה
- פתרונות
- ספורט
- החל
- סטטיסטי
- אסטרטגיות
- הצלחה
- תמיכה
- נתמך
- מערכת
- טכנולוגיות
- טכנולוגיה
- נושא
- דרך
- זמן
- מסגרת זמן
- היום
- טוקיו
- טיפול
- טיפול
- אוניברסיטה
- להשתמש
- לנצל
- לצפיה
- מי
- בתוך
- תיק עבודות
- עבד
- עוֹלָם
- שנה
- שנים
- ין