Система с поддержкой ИИ может революционизировать раннее обнаружение рака
В прежние времена клетки должны были проверяться вручную, в процессе, который требовал времени и усилий и предлагал мало вознаграждения. MAGIC позволяет ученым проверять более 100 000 клеток за один день.
Исследователи из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) разработали систему, которая может помочь ученым выявить причины рака на ранней стадии.
Разработанная при поддержке более 30 стран межправительственная организация Machine Learning-Assisted Genomics and Imaging Convergence (MAGIC) объединяет искусственный интеллект, лазерные технологии и микроскопию. Ее создатели в EMBL надеются, что однажды MAGIC поможет добиться понимания истоков рака.
Рак — это заболевание, вызванное неконтролируемым делением клеток, которое может образовывать опухоли. Это быстрое деление клеток вызвано ошибками в генетическом коде клетки, которые по существу являются инструкциями для его функционирования. Известно, что хромосомные аномалии, означающие «численные и структурные дефекты» в хромосомах, являются причиной опухолевого роста.
«Хромосомные аномалии являются основным фактором для особенно агрессивных видов рака, и они тесно связаны со смертью пациента, метастазированием, рецидивом, резистентностью к химиотерапии и быстрым началом опухоли», — говорит Ян Корбель, старший научный сотрудник EMBL.
Способность обнаруживать эти аномалии имеет решающее значение для понимания того, как работает рак, но до недавнего времени это было чрезвычайно трудно сделать, поскольку только несколько здоровых клеток проявляют хромосомные аномалии одновременно и часто погибают в результате естественного отбора организма, прежде чем их можно будет изучить.
Магическое решение: использование ИИ для борьбы с раком
Представление о том, что хромосомные аномалии играют роль в росте рака, не является недавним, начиная с начала 20-го века. Несмотря на это, MAGIC является первой системой, которая эффективно изучает это явление.
MAGIC, которая находится в разработке уже несколько лет и позволяет ученым изучать самые ранние генетические ошибки, которые приводят к раку, работает почти как лазертаг, хотя и в меньших масштабах.
Сначала микроскоп делает несколько фотографий разделительных клеток. Затем часть системы ИИ ищет микроядра, маленькие пузырьки, содержащие часть ДНК клетки. Клетки с микроядрами, как правило, производят хромосомные аномалии, поэтому система специально нацелена на них.
Далее эти выбранные клетки освещаются лазером, который использует химический краситель, чтобы превратить их в определенный цвет, по существу, помечая их тегом.С помощью таких методов, как проточная цитометрия, меченые клетки разделяются и изучаются далее.
В прежние времена клетки приходилось проверять вручную, процесс, который требовал времени и усилий и предлагал мало вознаграждения. MAGIC позволяет ученым проверять более 100 000 клеток за один день, что ранее было неслыханным.
Используя MAGIC, команда EMBL обнаружила, что более 10% делений клеток приводят к хромосомным аномалиям.Когда p53, регулирующий рост опухоли, подавляется, это число почти удваивается.
Больше в науке
Истинная ценность MAGIC заключается не только в его использовании для исследований рака, но и в его универсальности и способности использоваться для обнаружения всех видов клеточных особенностей.
«Пока у вас есть функция, которая может быть визуально отлична от «обычной» клетки, вы можете — благодаря ИИ — обучить систему ее обнаруживать, — сказал Корбел. — Поэтому наша система имеет потенциал для продвижения будущих открытий во многих областях биологии».
