Вычислительный прогноз чувствительности к лекарствам

Современные высокопроизводительные технологии позволяют исследователям измерять множество молекулярных свойств раковых клеток. Ключевой вопрос персонализированной медицины — как вычислительное моделирование может предсказывать чувствительность раковых клеток к лекарствам и оптимальное лечение. Ответы на него ищут в исследовании, опубликованном в Nature Biotechnology.

Ученые из Университета Аалто и Хельсинкского университета использовали геномные изменения и другие измерения в вычислительном моделировании для прогнозирования чувствительности раковых клеток к препаратам как функции молекулярных свойств клеток. Огромное количество переменных требует инновационных статистических решений, чтобы иметь возможность вычислительно использовать доступную геномную информацию в биомедицинских исследованиях. Цель работы в течение следующего десятилетия — обеспечить более качественные персонализированные решения о лечении для отдельных пациентов и шансы на излечение конкретных подтипов рака.

«Цель вычислительной персонализированной медицины — разработать вычислительные модели, с помощью которых мы можем предсказывать эффекты лекарств в клетках на основе их геномных профилей. Самая сложная задача проста в принципе: как выбрать и скомбинировать молекулярные свойства для прогноза», — говорит профессор Самуэль Каски из Университета Аалто.

Лучшие методы прогнозирования использовали нелинейные модели данных, а различные методы измерений взвешивались с коэффициентами, полученными из данных.

«Наиболее успешный подход дополнительно применял методы статистического машинного обучения, такие как обобщение между похожими препаратами того, что было изучено из данных. Включение предварительных биологических знаний повысило точность прогноза без дополнительных дорогостоящих измерений», — объясняет профессор Каски.

Большой спектр методов, проанализированных в этой работе, дает прочную основу для разработки моделей на основе данных пациентов и их доработки в тесном сотрудничестве с онкобиологами и клиницистами.

Многопрофильная финская исследовательская группа из Университета Аалто и Хельсинкского университета участвовала в международном конкурсе методов вычислительного прогнозирования лекарственной чувствительности и выиграла его. Конкурс был организован Национальным институтом рака (NCI), США, и сообществом DREAM (Dialogue on Reverse Engineering Assessment and Methods).