Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект

Новая статья в журнале Biology Methods & Protocols, опубликованная издательством Оксфордского университета, свидетельствует о том, что в скором времени врачи смогут использовать искусственный интеллект для обнаружения и диагностики рака у пациентов, что позволит начать лечение раньше.

Рак остается одним из самых сложных заболеваний человека, ежегодно регистрируется более 19 миллионов случаев и 10 миллионов смертей. Эволюционная природа рака затрудняет лечение опухолей на поздних стадиях.

Генетическая информация кодируется в ДНК с помощью четырех оснований, обозначаемых A, T, G и C, которые составляют ее структуру. Изменения окружающей среды вне клетки могут привести к тому, что некоторые основания ДНК будут изменены путем добавления метильной группы. Этот процесс называется «метилированием ДНК». Каждая отдельная клетка обладает миллионами таких меток метилирования ДНК. Исследователи наблюдали изменения в этих метках на ранних стадиях развития рака; они могут помочь в ранней диагностике рака.

Можно изучить, какие основания в ДНК метилируются в раковых клетках и в какой степени, по сравнению со здоровыми тканями. Выявление специфических признаков метилирования ДНК, характерных для различных типов рака, сродни поиску иголки в стоге сена. Именно здесь, по мнению ученых, участвовавших в этом исследовании, может помочь искусственный интеллект.

Исследователи из Кембриджского университета и Имперского колледжа Лондона обучили режим ИИ, используя комбинацию машинного и глубокого обучения, смотреть на паттерны метилирования ДНК и определять 13 различных типов рака (включая рак груди, печени, легких и простаты) из нераковых тканей с точностью 98,2%. Эта модель основана на образцах тканей (а не фрагментов ДНК в крови), и для ее клинического применения потребуется дополнительное обучение и тестирование на более разнообразной коллекции биопсийных образцов.

По мнению исследователей, важным аспектом этого исследования стало использование объяснимой и интерпретируемой основной модели ИИ, которая позволила понять, на чем основаны ее предсказания. Исследователи изучили внутреннюю работу своей модели и показали, что она укрепляет и улучшает понимание глубинных процессов, способствующих развитию рака.

Выявление необычных паттернов метилирования (возможно, по результатам биопсии) позволит медицинским работникам выявлять рак на ранних стадиях. Это может значительно улучшить состояние пациентов, поскольку большинство видов рака поддаются лечению или излечиваются, если их обнаружить на ранней стадии.

Вычислительные методы, подобные этой модели, благодаря более качественному обучению на более разнообразных данных и тщательному тестированию в клинике, в конечном итоге позволят создать модели ИИ, которые смогут помочь врачам в раннем выявлении и скрининге рака, — говорит ведущий автор работы Шамит Самараджива (Shamith Samarajiwa).

Это позволит улучшить состояние пациентов.

20.06.2024


Подписаться в Telegram



Здоровье

Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель

Ученые создали новое вещество на основе к...

1,5 миллиарда лет эволюции: выяснилось, как работает минорная сплайсосома
1,5 миллиарда лет эволюции: выяснилось, как работает минорная сплайсосома

В наших клетках только малая часть генетическо...

Опиоиды в «неотложке»: помощь или начало зависимости
Опиоиды в «неотложке»: помощь или начало зависимости

Новое исследование показало, что выписка ...

Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только

Доцент Московского Политеха Егор Мусин разраба...

Иммунитет в деталях: как физика биоматериалов меняет лечение рака
Иммунитет в деталях: как физика биоматериалов меняет лечение рака

Исследователи из Института биомедицинских...

23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли

Российские ученые создали крутую модель, котор...

700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак

Около 700 000 женщин по всей Великобритан...

Как забыть ненужное: ученые исследуют силу медитации
Как забыть ненужное: ученые исследуют силу медитации

Ученые из Санкт-Петербургского университе...

Свет против рака: как лечебные молекулы оживают в клетках
Свет против рака: как лечебные молекулы оживают в клетках

Химики сделали важное открытие: оказалось, что...

Иммунитет против рака: мРНК-вакцины научат организм бороться
Иммунитет против рака: мРНК-вакцины научат организм бороться

Агентство по регулированию лекарств и&nbs...

CAR-T-клетки могут вооружать другие Т-клетки молекулами CAR против рака
CAR-T-клетки могут вооружать другие Т-клетки молекулами CAR против рака

Инженерные иммунные клетки, называемые CAR-T-к...

Озонированная вода против бактерий и вирусов: правда или миф?
Озонированная вода против бактерий и вирусов: правда или миф?

Дезинфекция поверхностей имеет решающее значен...

Новая вакцина перспективна в профилактике инфекций мочевыводящих путей
Новая вакцина перспективна в профилактике инфекций мочевыводящих путей

Рецидивирующие инфекции мочевыводящих путей, И...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию