TOKYO, 7 mars 2022 – (JCN Newswire) – Fujitsu och Tokyo Medical and Dental University (TMDU) tillkännagav idag en ny teknik som använder AI för att upptäcka nya orsaksmekanismer för läkemedelsresistens i cancerbehandlingar från kliniska data. Med hjälp av världens snabbaste superdator "Fugaku"(1) möjliggör den nya tekniken höghastighetsberäkning av 20,000 1,000 variabler av data inom en enda dag och möjliggör upptäckten av tidigare okända orsakssamband relaterade till läkemedelsresistens i cancerceller från XNUMX XNUMX biljoner olika möjligheter.
Fujitsu och TMDU tillämpade denna teknologi på genuttrycksnivå(2) data erhållna från cancercellinjer för att analysera läkemedelsresistens(3) mot cancerläkemedel, och lyckades extrahera en ny orsaksmekanism för en tidigare okänd gen som tyder på en orsak till resistens mot lungcancerläkemedel. Den nya teknologin förväntas bidra till att påskynda läkemedelsupptäckten och förverkligandet av cancerterapier som är individuella för varje patient.
Tekniken utvecklades under temat "belysning av orsaken och mångfalden av cancer med hjälp av storskalig dataanalys och AI-teknik", ett initiativ som stöds av TMDU, Kyoto University och Fujitsu som en del av superdatorn Fugakus accelerationsprogram för prestation(4) .
Bakgrund
Även om en patient får en riktad cancerläkemedelsbehandling(5), representerar uppkomsten av läkemedelsresistenta cancerceller ett pågående hot mot fullständig remission. Mekanismen för hur vissa cancerformer blir läkemedelsresistenta är dock fortfarande oklar och forskare fortsätter att arbeta med nya analysmetoder som belyser hur celler som har flera förarmutationer(6) får läkemedelsresistens. I läkemedelsutveckling och kliniska prövningar som involverar läkemedelsrepositionering(7) är det viktigt att identifiera patienter för vilka läkemedel förväntas ha effekt. Effektiviteten av läkemedel kan dock skilja sig åt beroende på organ och individ och variationer i genuttryck, och antalet mönster som kombinerar uttrycksnivåer av flera gener överstiger 1,000 8 biljoner(20,000). En omfattande sökning av alla 4,000 XNUMX gener i det mänskliga genomet skulle alltså ta mer än XNUMX XNUMX år med en konventionell dator och att hitta sätt att påskynda processen är en stor utmaning.
Nyutvecklad teknik
Fujitsu implementerade parallella villkorade och kausala algoritmer för att maximera beräkningsprestanda med superdatorn Fugaku för att analysera det mänskliga genomet inom en tidsram som behövs för praktisk forskning. Genom att använda Fujitsus "Wide Learning"(9) AI-teknologi för att extrahera kombinationer av potentiella gener relaterade till uppkomsten av läkemedelsresistens baserat på statistisk information, utvecklade Fujitsu en ny teknologi som gör det möjligt att genomföra en omfattande sökning inom en dag.
Resultat
Som ett resultat av att köra data från Dependency Map (DepMap)(10)-portalen med denna teknik på superdatorn Fugaku kunde Fujitsu och TMDU söka igenom hela det mänskliga genomet efter förhållanden och orsakssamband inom en enda dag och bestämma generna som orsakar resistens mot läkemedel som används för att behandla lungcancer(11).
Kommentar från Prof. Seiji Ogawa, Graduate School of Medicine, Kyoto University
Lovande teknologier som Fujitsus AI-teknik för vetenskaplig upptäckt ("Wide Learning") kan en dag bidra till upptäckten av biomarkörer, som representerar ett område med växande intresse för läkemedelsutveckling. Nyckeln till framgången för utveckling av nya läkemedel är att identifiera patienter som förväntas dra nytta av nya läkemedel och genomföra kliniska prövningar. Om markören som förutsäger vem som kommer att dra nytta av läkemedlet är känd kan kostnaden för kliniska prövningar reduceras avsevärt och sannolikheten för framgång genom att genomföra individuella kliniska prövningar kan ökas. Ur denna synvinkel förväntas läkemedelstillverkare och andra vara mycket intresserade av denna teknik. Det faktum att det har implementerats med Fugaku har också höjt förväntningarna.
Framtida planer
Framåt kommer Fujitsu och TMDU att genomföra en flerskiktad och omfattande analys som kombinerar olika data inklusive tidsaxel- och lokaliseringsdata i syfte att påskynda medicinsk forskning, inklusive inom området läkemedelseffektivitet, samt att belysa orsakerna till cancer .
Fujitsu och TMDU kommer också att samarbeta i experimentell forskning inom områdena läkemedelsupptäckt och medicin. TMDU kommer vidare att använda den teknologi som utvecklats i denna forskning för att främja forskning om strategier för svårbehandlade sjukdomar som cancer.
Förutom medicinsk vård kommer Fujitsu att använda den nya tekniken för att lösa utmaningar inom en mängd olika områden, inklusive marknadsföring, systemdrift och tillverkning.
Tack
Denna forskning utfördes som en del av ministeriet för utbildning, kultur, idrott, vetenskap och teknik Fugaku Achievement Acceleration Program "Understanding the Origin and Diversity of Cancer through Large-scale Data Analysis and Artificial Intelligence Technologies" (JPMXP 1020200102). En del av forskningen utfördes med beräkningsresurserna från superdatorn Fugaku (Utgåva #: hp 200138, hp 210167).
(1) Superdator "Fugaku":
En dator installerad på RIKEN som en efterträdare till superdatorn "K." Från juni 2020 till 3 november rankades den först i fyra kategorier i superdatorrankingen under fyra år i rad. Full drift startade den 4 mars 4.
(2) Genuttrycksnivå:
Mängd RNA kopierad från DNA (samma nukleinsyra som DNA syntetiserat genom transkription med användning av vissa DNA-sekvenser som mallar).
(3) Läkemedelsresistens:
Ett fenomen där effekten av ett läkemedel försvagas medan läkemedlet administreras.
(4) Supercomputer Fugaku Achievement Acceleration Program:
Programmet startade i maj 2020 av ministeriet för utbildning, kultur, sport, vetenskap och teknik med målet att uppnå tidiga resultat.
(5) Riktat läkemedel:
Ett läkemedel utformat för att endast verka på den molekyl (protein, gen, etc.) som orsakar sjukdomen.
(6) Drivrutinsmutationer:
En genetisk mutation som direkt orsakar utveckling eller progression av cancer.
(7) Läkemedelsompositionering:
Tillämpningen av befintliga läkemedel utvecklade och godkända för behandling av en sjukdom till behandling av en annan sjukdom.
(8) Mer än 1,000 XNUMX biljoner:
Även om expressionsnivån för varje gen är begränsad till en kombination av 50 huvudgener som är kända för att vara relaterade till cancer och expressionsnivån för varje gen klassificeras i två kategorier (t.ex. "högt" eller "lågt" genuttryck), villkorsnumret är 2 till 2, vilket överstiger 50 1,000 biljoner.
(9) Bred inlärning:
Officiell sida "Hej, Wide Learning!"
(10) Beroendekarta (DepMap):
Data om känslighet och resistens hos cirka 4,500 600 läkemedel mot cirka XNUMX olika cancercellinjer, tillhandahållen av American Broad Institute. Mutationsinformation för cancercellinjer och uttrycksdata för alla gener ingår.
(11) Fujitsu och TMDU analyserade genuttrycksdata från DepMap för cirka 300 cancercellinjer, känslighets- och resistensdata för Gefitinib (molekylärt riktat läkemedel som används för att behandla lungcancer och andra cancertyper), och sökte omfattande efter tillstånd och mekanismer för cancerceller linjer som inte svarar på Gefitinib. Fujitsu och TMDU identifierade förhållanden under vilka uttrycksnivåerna för tre transkriptionsfaktorer (gener som kontrollerar gentranskription (syntes av RNA)), ZNF516, E2F6 och EMX1, var låga. I lungcancercellinjer som uppfyller dessa villkor upptäcktes en mekanism utlöst av transkriptionsfaktorerna SP7 och PRRX1 som ytterligare potentiella orsaker till läkemedelsresistens i cancerceller (se referensbild).
Om Fujitsu
Fujitsu är det ledande japanska informations- och kommunikationsteknikföretaget (IKT) som erbjuder ett komplett utbud av teknikprodukter, lösningar och tjänster. Cirka 126,000 100 Fujitsu -människor stöder kunder i mer än 6702 länder. Vi använder vår erfarenhet och kraften i IKT för att forma samhällets framtid med våra kunder. Fujitsu Limited (TSE: 3.6) redovisade konsoliderade intäkter på 34 biljoner yen (31 miljarder dollar) för räkenskapsåret som slutade 2021 mars XNUMX. Mer information finns i www.fujitsu.com.
Om Tokyo Medical and Dental University
Tokyo Medical and Dental University (TMDU) är Japans enda heltäckande medicinska universitet och forskarskola och har tillhandahållit avancerad medicinsk behandling genom en sammanslagning av det medicinska och dentala området och arbetat för att odla "professionella med kunskap och mänsklighet." TMDU bidrar till människors hälsa och samhällets välbefinnande genom att fostra framstående vårdpersonal med en human och global syn.
Copyright 2022 JCN Newswire. Alla rättigheter förbehållna. www.jcnnewswire.comFujitsu och Tokyo Medical and Dental University (TMDU) tillkännagav idag en ny teknologi som använder AI för att upptäcka nya orsaksmekanismer för läkemedelsresistens i cancerbehandlingar från kliniska data.
- 000
- 100
- 11
- 2020
- 2021
- 2022
- 7
- 9
- accelerera
- accelererande
- förvärva
- Agera
- administreras
- avancerat
- AI
- algoritmer
- Alla
- amerikan
- analys
- meddelade
- Annan
- Ansökan
- OMRÅDE
- konstgjord
- artificiell intelligens
- blir
- Där vi får lov att vara utan att konstant prestera,
- Miljarder
- vilken
- Orsak
- utmanar
- utmaningar
- kliniska tester
- samarbeta
- kombination
- kombinationer
- Kommunikation
- företag
- tillstånd
- i följd
- fortsätta
- bidra
- kontroll
- upphovsrätt
- länder
- kultur
- Kunder
- datum
- dataanalys
- dag
- utvecklade
- Utveckling
- skilja sig
- olika
- upptäckt
- Upptäckten
- Sjukdom
- sjukdomar
- Mångfald
- DNA-
- chaufför
- drog
- Läkemedel
- Tidig
- Utbildning
- effekt
- förväntningar
- förväntat
- erfarenhet
- faktorer
- Fält
- Förnamn
- Framåt
- full
- framtida
- Välgörenhet
- uppgradera
- Odling
- Hälsa
- hälso-och sjukvård
- Hur ser din drömresa ut
- HTTPS
- Mänskligheten
- identifiera
- bild
- genomföras
- med Esport
- ingår
- Inklusive
- ökat
- individuellt
- informationen
- Initiativ
- Intelligens
- intresse
- fråga
- IT
- Nyckel
- kunskap
- känd
- ledande
- inlärning
- Nivå
- Hävstång
- ljus
- Begränsad
- läge
- logotyp
- större
- Produktion
- karta
- Mars
- Marknadsföring
- medicinsk
- Sjukvård
- läkemedel
- erbjuda
- Verksamhet
- beställa
- Övriga
- utsikterna
- Personer
- prestanda
- Läkemedelsindustrin
- Synvinkel
- Portal
- Möjligheterna
- möjlig
- kraft
- process
- Produkter
- yrkesmän/kvinnor
- Program
- främja
- område
- Förhållanden
- representerar
- forskning
- Resurser
- Resultat
- rinnande
- Skola
- Vetenskap
- Vetenskap och teknik
- Sök
- Tjänster
- webbplats
- Samhället
- Lösningar
- Sporter
- igång
- statistisk
- strategier
- framgång
- stödja
- Som stöds
- system
- Tekniken
- Teknologi
- tema
- Genom
- tid
- tidsram
- i dag
- Tokyo
- behandla
- behandling
- universitet
- användning
- utnyttja
- utsikt
- VEM
- inom
- Arbete
- arbetade
- världen
- år
- år
- Yen