TOKIO, 7. marca 2022 – (JCN Newswire) – Fujitsu in Tokijska medicinska in zobozdravstvena univerza (TMDU) sta danes objavila novo tehnologijo, ki uporablja AI za odkrivanje novih vzročnih mehanizmov odpornosti na zdravila pri zdravljenju raka iz kliničnih podatkov. Z uporabo najhitrejšega superračunalnika na svetu "Fugaku" (1) nova tehnologija omogoča hiter izračun 20,000 spremenljivk podatkov v enem dnevu in omogoča odkrivanje prej neznanih vzročnih odnosov v zvezi z odpornostjo na zdravila v rakavih celicah iz 1,000 bilijonov različnih možnosti.
Fujitsu in TMDU sta to tehnologijo uporabila za podatke o stopnji izražanja genov (2), pridobljene iz rakavih celičnih linij, da bi analizirala odpornost na zdravila (3) proti zdravilom proti raku in uspela izluščiti nov vzročni mehanizem prej neznanega gena, ki kaže na vzrok za odpornost na zdravila za pljučni rak. Nova tehnologija naj bi prispevala k pospešitvi odkrivanja zdravil in uresničevanju terapij raka, prilagojenih vsakemu bolniku posebej.
Tehnologija je bila razvita v okviru teme "pojasnitev vzroka in raznolikosti raka z uporabo obsežne analize podatkov in tehnologije umetne inteligence", pobudo, ki so jo podprli TMDU, univerza Kyoto in Fujitsu kot del programa pospeševanja dosežkov superračunalnika Fugaku (4). .
Ozadje
Tudi če bolnik prejme ciljno zdravljenje z zdravili proti raku (5), pojav rakavih celic, odpornih na zdravila, predstavlja stalno grožnjo popolni remisiji. Mehanizem, kako nekateri raki postanejo odporni na zdravila, pa ostaja nejasen in raziskovalci še naprej delajo na novih metodah analize, ki osvetljujejo, kako celice, ki imajo več pogonskih mutacij (6), pridobijo odpornost na zdravila. Pri razvoju zdravil in kliničnih preskušanjih, ki vključujejo repozicioniranje zdravil (7), je pomembno identificirati bolnike, za katere se pričakuje, da bodo zdravila imela učinek. Vendar se lahko učinkovitost zdravil razlikuje glede na organ in posameznika ter razlike v izražanju genov, število vzorcev, ki združujejo ravni izražanja več genov, pa presega 1,000 bilijonov (8). Celovito iskanje vseh 20,000 genov v človeškem genomu bi tako z običajnim računalnikom trajalo več kot 4,000 let in iskanje načinov za pospešitev procesa predstavlja velik izziv.
Novo razvita tehnologija
Fujitsu je implementiral vzporedne pogojne in vzročne algoritme za čim večjo računalniško zmogljivost s superračunalnikom Fugaku za analizo človeškega genoma v časovnem okviru, potrebnem za praktične raziskave. Z uporabo Fujitsujeve tehnologije umetne inteligence "Wide Learning" (9) za pridobivanje kombinacij potencialnih genov, povezanih s pojavom odpornosti na zdravila na podlagi statističnih podatkov, je Fujitsu razvil novo tehnologijo, ki omogoča izvedbo celovitega iskanja v enem dnevu.
Rezultati
Kot rezultat izvajanja podatkov portala Zemljevid odvisnosti (DepMap)(10) z uporabo te tehnologije na superračunalniku Fugaku sta lahko Fujitsu in TMDU preiskala pogoje in vzročnost v celotnem človeškem genomu v enem samem dnevu ter določila gene, ki povzročajo odpornost na zdravila za zdravljenje pljučnega raka (11).
Komentar prof. Seijija Ogawe, Medicinska fakulteta Univerze v Kjotu
Obetavne tehnologije, kot je Fujitsujeva tehnologija AI za znanstvena odkritja (»Wide Learning«), bodo morda nekega dne prispevale k odkritju biomarkerjev, ki predstavljajo področje vse večjega zanimanja za razvoj zdravil. Ključ do uspeha razvoja novih zdravil je prepoznavanje bolnikov, za katere se pričakuje, da bodo imela nova zdravila koristi, in izvedba kliničnih preskušanj. Če poznamo označevalec, ki napoveduje, komu bo zdravilo koristilo, se lahko bistveno znižajo stroški kliničnih preskušanj in poveča verjetnost uspeha posameznih kliničnih preskušanj. S tega vidika se pričakuje, da bodo farmacevtski proizvajalci in drugi zelo zainteresirani za to tehnologijo. Dejstvo, da je bil implementiran z uporabo Fugaku, je prav tako povečalo pričakovanja.
Načrti za prihodnost
V prihodnje bosta Fujitsu in TMDU izvedla večplastno in celovito analizo, ki združuje različne podatke, vključno s podatki o časovni osi in lokaciji, s ciljem pospešiti medicinske raziskave, tudi na področju učinkovitosti zdravil, ter osvetliti vzroke raka. .
Fujitsu in TMDU bosta sodelovala tudi pri eksperimentalnih raziskavah na področju odkrivanja zdravil in medicine. TMDU bo še naprej uporabljal tehnologijo, razvito v tej raziskavi, za spodbujanje raziskav o strategijah za neozdravljive bolezni, kot je rak.
Poleg zdravstvene oskrbe bo Fujitsu uporabil novo tehnologijo za reševanje izzivov na različnih področjih, vključno s trženjem, sistemskimi operacijami in proizvodnjo.
Priznanja
Ta raziskava je bila izvedena v okviru programa pospeševanja dosežkov Fugaku Ministrstva za izobraževanje, kulturo, šport, znanost in tehnologijo »Razumevanje izvora in raznolikosti raka s pomočjo obsežne analize podatkov in tehnologij umetne inteligence« (JPMXP 1020200102). Del raziskave smo izvedli z računskimi viri superračunalnika Fugaku (Issue #: hp 200138, hp 210167).
(1) Superračunalnik "Fugaku":
Računalnik, nameščen pri RIKEN, kot naslednik superračunalnika "K." Od junija 2020 do 3. novembra je bil 4 zaporedna leta na prvem mestu v 4 kategorijah na lestvici superračunalnikov. Polno delovanje se je začelo 9. marca 2021.
(2) Stopnja izražanja genov:
Količina RNK, kopirane iz DNK (ista nukleinska kislina kot DNK, sintetizirana s transkripcijo z uporabo nekaterih zaporedij DNK kot predlog).
(3) Odpornost na zdravila:
Pojav, pri katerem učinek zdravila med dajanjem zdravila oslabi.
(4) Superračunalnik Fugaku Achievement Acceleration Program:
Program, ki ga je maja 2020 začelo Ministrstvo za izobraževanje, kulturo, šport, znanost in tehnologijo z namenom doseganja zgodnjih rezultatov.
(5) Tarčno zdravilo:
Zdravilo, zasnovano tako, da deluje samo na molekulo (protein, gen itd.), ki povzroča bolezen.
(6) Mutacije voznika:
Genetska mutacija, ki neposredno povzroči razvoj ali napredovanje raka.
(7) Prestavitev zdravila:
Uporaba obstoječih zdravil, razvitih in odobrenih za zdravljenje ene bolezni, za zdravljenje druge bolezni.
(8) Več kot 1,000 bilijonov:
Tudi če je raven izražanja vsakega gena omejena na kombinacijo 50 glavnih genov, za katere je znano, da so povezani z rakom, in je raven izražanja vsakega gena razvrščena v 2 kategoriji (npr. "visoko" ali "nizko" izražanje genov), pogojno število je 2 na potenco 50, kar presega 1,000 bilijonov.
(9) Široko učenje:
Uradna stran "Hello, Wide Learning!"
(10) Zemljevid odvisnosti (DepMap):
Podatki o občutljivosti in odpornosti približno 4,500 zdravil na približno 600 različnih rakavih celičnih linij, ki jih je zagotovil American Broad Institute. Vključeni so podatki o mutaciji rakavih celičnih linij in podatki o izražanju vseh genov.
(11) Fujitsu in TMDU sta analizirala podatke o izražanju genov iz DepMap približno 300 rakavih celičnih linij, podatke o občutljivosti in odpornosti gefitiniba (molekularno ciljno usmerjeno zdravilo, ki se uporablja za zdravljenje pljučnega raka in drugih vrst raka) ter izčrpno iskala stanja in mehanizme rakavih celic linije, ki se ne odzivajo na gefitinib. Fujitsu in TMDU sta ugotovila pogoje, v katerih so bile ravni izražanja treh transkripcijskih faktorjev (geni, ki nadzorujejo transkripcijo genov (sinteza RNA)), ZNF516, E2F6 in EMX1, nizke. V celičnih linijah pljučnega raka, ki izpolnjujejo te pogoje, so odkrili mehanizem, ki ga sprožita transkripcijska faktorja SP7 in PRRX1, kot nadaljnje možne vzroke za odpornost na zdravila v rakavih celicah (glejte referenčno sliko).
O Fujitsuju
Fujitsu je vodilno japonsko podjetje za informacijsko in komunikacijsko tehnologijo (IKT), ki ponuja celotno paleto tehnoloških izdelkov, rešitev in storitev. Približno 126,000 ljudi Fujitsu podpira stranke v več kot 100 državah. S svojimi izkušnjami in močjo IKT oblikujemo prihodnost družbe s svojimi strankami. Fujitsu Limited (TSE: 6702) je poročal o konsolidiranih prihodkih v višini 3.6 bilijona jenov (34 milijard USD) za poslovno leto, ki se je končalo 31. marca 2021. Za več informacij glejte www.fujitsu.com.
O tokijski medicinski in zobozdravstveni univerzi
Tokijska medicinska in zobozdravstvena univerza (TMDU) je edina celovita medicinska univerza in podiplomska šola na Japonskem, ki je zagotovila napredno zdravljenje s pomočjo združitve medicinskega in zobozdravstvenega področja ter si prizadevala za gojenje "strokovnjakov z znanjem in človečnostjo". TMDU prispeva k zdravju ljudi in blaginji družbe s spodbujanjem izjemnih zdravstvenih delavcev s humanim in globalnim pogledom.
Avtorske pravice 2022 JCN Newswire. Vse pravice pridržane. www.jcnnewswire.comFujitsu in Tokijska medicinska in zobozdravstvena univerza (TMDU) sta danes objavila novo tehnologijo, ki uporablja AI za odkrivanje novih vzročnih mehanizmov odpornosti na zdravila pri zdravljenju raka iz kliničnih podatkov.
- 000
- 100
- 11
- 2020
- 2021
- 2022
- 7
- 9
- pospeši
- pospeševanje
- pridobiti
- Zakon
- zdravilo
- napredno
- AI
- algoritmi
- vsi
- Ameriška
- Analiza
- razglasitve
- Še ena
- uporaba
- OBMOČJE
- umetni
- Umetna inteligenca
- postanejo
- počutje
- Billion
- ki
- Vzrok
- izziv
- izzivi
- kliničnih preskušanj
- sodelovati
- kombinacija
- kombinacije
- Komunikacija
- podjetje
- stanje
- zaporedna
- naprej
- prispevajo
- nadzor
- avtorske pravice
- države
- Kultura
- Stranke, ki so
- datum
- Analiza podatkov
- dan
- razvili
- Razvoj
- se razlikujejo
- drugačen
- odkril
- Odkritje
- bolezen
- bolezni
- raznolikost
- DNK
- voznik
- drog
- Droge
- Zgodnje
- Izobraževanje
- učinek
- pričakovanja
- Pričakuje
- izkušnje
- dejavniki
- Področja
- prva
- Naprej
- polno
- Prihodnost
- Globalno
- diplomiral
- Pridelovanje
- Zdravje
- zdravstveno varstvo
- Kako
- HTTPS
- Človeštvo
- identificirati
- slika
- izvajali
- Pomembno
- vključeno
- Vključno
- povečal
- individualna
- Podatki
- pobuda
- Intelligence
- obresti
- vprašanje
- IT
- Ključne
- znanje
- znano
- vodi
- učenje
- Stopnja
- Vzvod
- light
- Limited
- kraj aktivnosti
- logo
- velika
- proizvodnja
- map
- marec
- Trženje
- medicinski
- zdravstvena oskrba
- zdravila
- ponujanje
- operacije
- Da
- Ostalo
- Outlook
- ljudje
- performance
- Farmacevtska
- Pogled na točko
- Portal
- možnosti
- mogoče
- moč
- Postopek
- Izdelki
- strokovnjaki
- Program
- spodbujanje
- območje
- Razmerja
- predstavlja
- Raziskave
- viri
- Rezultati
- tek
- <span style="color: #f7f7f7;">Šola</span>
- Znanost
- Znanost in tehnologija
- Iskalnik
- Storitve
- spletna stran
- Društvo
- rešitve
- Šport
- začel
- Statistično
- strategije
- uspeh
- podpora
- Podprti
- sistem
- Tehnologije
- Tehnologija
- tema
- skozi
- čas
- časovni okvir
- danes
- tokio
- zdravljenje
- Zdravljenje
- univerza
- uporaba
- uporabiti
- Poglej
- WHO
- v
- delo
- delal
- svet
- leto
- let
- Yen