Машинное обучение помогает предсказать эффективность противоопухолевых препаратов

Фармакогенетика — наука, которая изучает влияние генетических факторов на эффекты медикаментозных препаратов. В ней активно используются технологии машинного обучения — оно позволяет собирать и анализировать данные о реакциях пациентов на те или иные виды лечения, и выстраивать прогнозы с помощью компьютерных алгоритмов.

Исследовательская группа из Пхоханского университета науки и технологии POSTECH (Южная Корея) во главе с профессором Сангуком Кимом (Sanguk Kim) сумела существенно повысить точность прогнозирования реакции пациентов на противоопухолевые препараты с помощью данных, максимально приближенных к реальным. Ученые использовали «искусственные органы», выращенные из тканей людей. Они создали алгоритмы для изучения транскриптомной информации, то есть всех молекул РНК, которые синтезируются на матрице ДНК — этот процесс является первым этапом синтеза белка.

Результаты исследования были опубликованы 30 октября 2020 года в научном журнале Nature Communications.

Персонализированная терапия — будущее онкологии

Два пациента с одинаковыми злокачественными опухолями могут по-разному реагировать на одни и те же препараты. Это происходит из-за того, что каждая злокачественная опухоль имеет собственный уникальный набор мутаций. В современной онкологии всё большую популярность набирает концепция персонализированной терапии: лечение нужно назначать индивидуально, в соответствии с молекулярно-генетическими особенностями раковых клеток в каждом конкретном случае.

Однако, современные технологии, с помощью которых выявляют генетические мутации, несовершенны. Они идентифицируют много ненужных биомаркеров. Не все генетические дефекты, которые присутствуют в опухолевых клетках, имеют значение при планировании терапии. Из-за этого возникают сложности с машинным обучением: из-за множества ложных сигналов оно не может с высокой точностью спрогнозировать эффективность лечения.

Исследовательская группа Сангука Кима разработала алгоритмы машинного обучения, которые изучают взаимодействие белков с другими целевыми белками и транскриптомом отдельных белков, напрямую связанных с мишенями противоопухолевых препаратов. Компьютер анализирует только актуальную информацию, и благодаря этому возрастает точность прогноза.

За счет того, что ученые используют органы из тканей человека, результаты получаются более достоверными и наиболее точно отражают то, что происходит в организме пациентов.

Искусственный интеллект уже активно помогает врачам разных специальностей, в том числе онкологам, принимать правильные решения во время лечения. Пока он еще несовершенен, но продолжает активно развиваться. Персонализированный подход наиболее важен при работе с онкобольными, которые страдают раком на поздних стадиях, и которым не помогает стандартная терапия. В таких случаях в Европейской клинике может быть проведено исследование генома опухолевых клеток с помощью технологии секвенирования нового поколения (NGS). Она помогает составить «молекулярно-генетический портрет» рака и подобрать наиболее эффективные препараты. Мы сотрудничаем с ведущими мировыми лабораториями, в которых проводятся такие анализы.

Источник: sciencedaily.com.