ТОКИО, 7 марта 2022 г. — (JCN Newswire) — Fujitsu и Токийский медицинский и стоматологический университет (TMDU) объявили сегодня о новой технологии, которая использует искусственный интеллект для обнаружения новых причинно-следственных механизмов лекарственной устойчивости при лечении рака на основе клинических данных. Используя самый быстрый в мире суперкомпьютер «Fugaku» (1), новая технология обеспечивает высокоскоростной расчет 20,000 1,000 переменных данных в течение одного дня и позволяет обнаружить ранее неизвестные причинно-следственные связи, связанные с лекарственной устойчивостью раковых клеток из XNUMX триллионов различных клеток. возможности.
Fujitsu и TMDU применили эту технологию к данным об уровне экспрессии генов(2), полученным из линий раковых клеток, чтобы проанализировать лекарственную устойчивость(3) к противоопухолевым препаратам, и преуспели в извлечении нового причинного механизма ранее неизвестного гена, который предполагает причину резистентность к лекарствам от рака легких. Ожидается, что новая технология будет способствовать ускорению поиска лекарств и реализации методов лечения рака, адаптированных для каждого пациента.
Технология была разработана в рамках темы «выяснения причин и разнообразия рака с использованием крупномасштабного анализа данных и технологии искусственного интеллекта», инициативы, поддерживаемой TMDU, Киотским университетом и Fujitsu в рамках программы ускорения достижений суперкомпьютера Fugaku (4). .
проверка данных
Даже если пациент получает таргетную противораковую терапию(5), появление резистентных к лекарствам раковых клеток представляет постоянную угрозу для полной ремиссии. Однако механизм того, как некоторые виды рака становятся устойчивыми к лекарствам, остается неясным, и исследователи продолжают работать над новыми методами анализа, которые проливают свет на то, как клетки с множественными драйверными мутациями (6) приобретают устойчивость к лекарствам. При разработке лекарств и клинических испытаниях, связанных с изменением положения лекарств (7), важно выявить пациентов, у которых ожидается эффект от лекарств. Однако эффективность лекарств может различаться в зависимости от органа и индивидуума, а также от различий в экспрессии генов, а количество паттернов, сочетающих уровни экспрессии нескольких генов, превышает 1,000 триллионов (8). Таким образом, всесторонний поиск всех 20,000 4,000 генов в геноме человека занял бы более XNUMX XNUMX лет с помощью обычного компьютера, и поиск способов ускорить этот процесс представляет собой серьезную проблему.
Недавно разработанная технология
Fujitsu внедрила параллельные условные и причинно-следственные алгоритмы, чтобы максимизировать вычислительную производительность суперкомпьютера Fugaku для анализа генома человека в сроки, необходимые для практических исследований. Используя технологию искусственного интеллекта Fujitsu «Wide Learning» (9) для извлечения комбинаций потенциальных генов, связанных с появлением лекарственной устойчивости, на основе статистической информации, Fujitsu разработала новую технологию, которая позволяет проводить всесторонний поиск в течение дня.
Итоги
В результате запуска данных портала Dependency Map (DepMap)(10) с использованием этой технологии на суперкомпьютере Fugaku, Fujitsu и TMDU смогли за один день провести поиск условий и причинно-следственных связей во всем геноме человека и определить гены, вызывающие устойчивость к препаратам, используемым для лечения рака легких (11).
Комментарий профессора Сэйдзи Огава, Высшая школа медицины Киотского университета
Многообещающие технологии, такие как технология искусственного интеллекта Fujitsu для научных открытий («Широкое обучение»), могут однажды способствовать открытию биомаркеров, которые представляют собой область растущего интереса к разработке лекарств. Ключом к успеху разработки новых лекарств является выявление пациентов, которые, как ожидается, получат пользу от новых лекарств, и проведение клинических испытаний. Если известен маркер, предсказывающий, кому будет полезен препарат, можно значительно снизить стоимость клинических испытаний и повысить вероятность успеха путем проведения отдельных клинических испытаний. С этой точки зрения ожидается, что фармацевтические производители и другие заинтересованы в этой технологии. Тот факт, что он был реализован с использованием Fugaku, также вызвал ожидания.
Планы на будущее
В будущем Fujitsu и TMDU проведут многоуровневый и всесторонний анализ, объединяющий различные данные, в том числе временную ось и данные о местоположении, с целью ускорения медицинских исследований, в том числе в области эффективности лекарств, а также для прояснения причин возникновения рака. .
Fujitsu и TMDU также будут сотрудничать в экспериментальных исследованиях в области разработки лекарств и медицины. TMDU будет и дальше использовать технологию, разработанную в ходе этого исследования, для продвижения исследований стратегий лечения трудноизлечимых заболеваний, таких как рак.
Помимо медицинского обслуживания, Fujitsu будет использовать новую технологию для решения задач в различных областях, включая маркетинг, эксплуатацию систем и производство.
Благодарности
Это исследование было проведено в рамках программы ускорения достижений Fugaku Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий «Понимание происхождения и разнообразия рака с помощью крупномасштабного анализа данных и технологий искусственного интеллекта» (JPMXP 1020200102). Часть исследований проводилась на вычислительных ресурсах суперкомпьютера Fugaku (выпуск №: hp 200138, hp 210167).
(1) Суперкомпьютер «Фугаку»:
Компьютер, установленный в RIKEN в качестве преемника суперкомпьютера «К». С июня 2020 года по 3 ноября он занимал первое место в 4 категориях рейтинга суперкомпьютеров 4 года подряд. Полноценная эксплуатация началась 9 марта 2021 года.
(2) Уровень экспрессии генов:
Количество РНК, скопированной с ДНК (та же нуклеиновая кислота, что и ДНК, синтезированная путем транскрипции с использованием некоторых последовательностей ДНК в качестве матриц).
(3) Лекарственная устойчивость:
Феномен, при котором действие препарата ослабевает во время приема препарата.
(4) Программа ускорения достижений суперкомпьютера Fugaku:
Программа запущена в мае 2020 года Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий с целью достижения скорейших результатов.
(5) Целевое лекарство:
Препарат, предназначенный для воздействия только на молекулу (белок, ген и т. д.), вызывающую заболевание.
(6) Мутации драйвера:
Генетическая мутация, которая непосредственно вызывает развитие или прогрессирование рака.
(7) Репозиционирование лекарств:
Применение существующих препаратов, разработанных и одобренных для лечения одного заболевания, для лечения другого заболевания.
(8) Более 1,000 триллионов:
Даже если уровень экспрессии каждого гена ограничен комбинацией 50 основных генов, которые, как известно, связаны с раком, и уровень экспрессии каждого гена классифицируется по 2 категориям (например, «высокая» или «низкая» экспрессия гена), число состояния равно 2 в степени 50, что превышает 1,000 триллионов.
(9) Широкое обучение:
Официальный сайт "Здравствуй, широкое знание!"
(10) Карта зависимостей (DepMap):
Данные о чувствительности и резистентности примерно 4,500 препаратов к примерно 600 различным линиям раковых клеток предоставлены Американским институтом Броуда. Включена информация о мутациях линий раковых клеток и данные об экспрессии всех генов.
(11) Fujitsu и TMDU проанализировали данные об экспрессии генов из DepMap примерно 300 линий раковых клеток, данные о чувствительности и резистентности гефитиниба (препарат с молекулярной направленностью, используемый для лечения рака легких и других типов рака), а также провели всесторонний поиск условий и механизмов раковых клеток. линий, которые не реагируют на гефитиниб. Fujitsu и TMDU определили условия, при которых уровень экспрессии трех факторов транскрипции (генов, контролирующих транскрипцию генов (синтез РНК)), ZNF516, E2F6 и EMX1, был низким. В клеточных линиях рака легкого, отвечающих этим условиям, был обнаружен механизм, запускаемый факторами транскрипции SP7 и PRRX1, как дополнительные потенциальные причины лекарственной устойчивости раковых клеток (см. эталонное изображение).
О Fujitsu
Fujitsu - ведущая японская компания в области информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), предлагающая полный спектр технологических продуктов, решений и услуг. Около 126,000 100 сотрудников Fujitsu поддерживают клиентов в более чем 6702 странах. Мы используем наш опыт и возможности ИКТ, чтобы вместе с нашими клиентами формировать будущее общества. Fujitsu Limited (TSE: 3.6) сообщила о консолидированной выручке в размере 34 трлн иен (31 млрд долларов США) за финансовый год, закончившийся 2021 марта XNUMX г. Для получения дополнительной информации см. www.fujitsu.com.
О Токийском медицинском и стоматологическом университете
Токийский медицинский и стоматологический университет (TMDU) является единственным в Японии многопрофильным медицинским университетом и аспирантурой, который обеспечивает передовое лечение за счет слияния медицинских и стоматологических областей и работает над воспитанием «профессионалов, обладающих знаниями и человечностью». TMDU вносит свой вклад в здоровье человека и благополучие общества, воспитывая выдающихся специалистов в области здравоохранения с гуманным и глобальным мировоззрением.
Copyright 2022 JCN Newswire. Все права защищены. www.jcnnewswire.comFujitsu и Университет Токио медицинский и зубоврачебный (TMDU) сегодня объявили новую технологию использует AI для того чтобы открыть новые причинно-следственные механизмы сопротивления снадобья в обработках рака от клинических данных.
- 000
- 100
- 11
- 2020
- 2021
- 2022
- 7
- 9
- ускорять
- ускоряющий
- приобретать
- Действие (Act):
- вводить
- продвинутый
- AI
- алгоритмы
- Все
- американские
- анализ
- объявило
- Другой
- Применение
- ПЛОЩАДЬ
- искусственный
- искусственный интеллект
- становиться
- не являетесь
- миллиард
- заботится
- Вызывать
- вызов
- проблемы
- клинические испытания
- сотрудничать
- сочетание
- комбинации
- Связь
- Компания
- состояние
- последовательный
- продолжать
- способствовать
- контроль
- авторское право
- страны
- Культура
- Клиенты
- данным
- анализ данных
- день
- развитый
- Разработка
- отличаться
- различный
- открытый
- открытие
- Болезнь
- заболеваний
- Разнообразие
- Г-жа
- водитель
- наркотик
- Наркотики
- Рано
- Обучение
- эффект
- ожидания
- ожидаемый
- опыт
- факторы
- Поля
- First
- вперед
- полный
- будущее
- Глобальный
- выпускник
- Рост
- Медицина
- здравоохранение
- Как
- HTTPS
- Человечество
- определения
- изображение
- в XNUMX году
- важную
- включены
- В том числе
- расширились
- individual
- информация
- Инициатива
- Интеллекта
- интерес
- вопрос
- IT
- Основные
- знания
- известный
- ведущий
- изучение
- уровень
- Кредитное плечо
- легкий
- Ограниченный
- расположение
- логотип
- основной
- производство
- карта
- Март
- Маркетинг
- основным медицинским
- медицинская помощь
- медицина
- предлагающий
- Операционный отдел
- заказ
- Другие контрактные услуги
- Outlook
- Люди
- производительность
- в Фармацевтической отрасли
- Точка зрения
- Портал
- возможности,
- возможное
- мощностью
- процесс
- Продукция
- профессионалы
- FitPartner™
- продвижении
- ассортимент
- Отношения
- представляет
- исследованиям
- Полезные ресурсы
- Итоги
- Бег
- Школа
- Наука
- Наука и технологии
- Поиск
- Услуги
- сайте
- Общество
- Решения
- Спорт
- и политические лидеры
- статистический
- стратегий
- успех
- поддержка
- Поддержанный
- система
- технологии
- Технологии
- тема
- Через
- время
- сроки
- сегодня
- Токио
- лечить
- лечение
- Университет
- использование
- использовать
- Вид
- КТО
- в
- Работа
- работавший
- Мир
- год
- лет
- Иена