Метод ИИ предсказывает организацию клеток в микроокружении при заболеваниях

Ученые из Центра индивидуализированной медицины и Комплексного онкологического центра клиники Майо разработали метод искусственного интеллекта под названием SPIN-AI (Spatially Informed Artificial Intelligence). Этот метод глубокого обучения анализирует генетическую информацию отдельных клеток, чтобы реконструировать их точное расположение в ткани, не требуя предварительных знаний об их организации. Исследование опубликовано в Biomolecules.

Как работает SPIN-AI

• Метод использует пространственные транскриптомные данные, которые содержат информацию об активности тысяч генов в клетках с привязкой к их конкретному местоположению в ткани.
• В исследовании метод был протестирован на данных плоскоклеточного рака кожи. SPIN-AI смог создать детальную карту, показывающую, как клетки организованы и ведут себя в пораженной ткани.

Ключевое открытие

• С помощью SPIN-AI исследователи обнаружили новый класс генов — «пространственно-предсказательные гены».
• Эти гены дают подсказки о том, где именно в клеточной нише они активны («включены»). Их изучение позволяет понять, как клетки организованы и какую роль играют в функционировании конкретных областей.

Значение исследования

• Понимание организации и коммуникации клеток при заболеваниях критически важно для выяснения причин болезни и разработки новых методов лечения.
• Результаты могут открыть путь к индивидуализированным методам лечения, нацеленным на специфические клеточные особенности каждого пациента.
• Исследователи планируют использовать эти данные для изучения того, как можно манипулировать клеточным микроокружением для поддержания и усиления ответа на лекарства.

Цитаты исследователей

• Ху Ли, Ph.D.: «Знание того, как клетки организованы и общаются при заболеваниях, имеет первостепенное значение для лучшего понимания причин болезни и для разработки новых терапевтических подходов».
• Чунг Унг, Ph.D.: «Многие используют ИИ просто для задач распознавания или классификации. Но в нашей работе мы показываем, что можем использовать ИИ для совершения нового открытия, движимого гипотезой».