اللغة
$ {alt}
بقلم ميشيل دبليو سيكيرا

البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي يلتقيان بأبحاث السرطان

نهج جديد يرفع من الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والبيانات الضخمة لاكتشاف الأدوية متعددة الوظائف

يخضع العديد من مرضى السرطان للعلاج بأدوية متعددة ، كل منها يهاجم السرطان بطريقة مختلفة ، لذا فإن الجمع بينهما يحارب السرطان على عدة جبهات. لكن المزيد من الأدوية يعني مخاطر أعلى من الآثار الجانبية.

يقول أفيناش (آفي) ساهو ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في مركز السرطان الشامل بجامعة نيو مكسيكو: "معظم علاجات السرطان هي الآن علاج مركب". انضم ساهو إلى UNM من معهد هارفارد ودانا فاربر للسرطان. "أردنا العثور على أدوية يمكنها قمع مسارين مسببين للسرطان في نفس الوقت."

ولكن بدلاً من قضاء ساعات في المختبر ، لجأ ساهو إلى جهاز الكمبيوتر الخاص به.

ابتكر ساهو وفريقه البحثي طريقتين. الأول ، المسمى BiopotentR ، يستخدم البيانات الجينية المتاحة للجمهور للعثور على الأدوية التي يمكنها مهاجمة السرطان بطرق متعددة وتحديد الجينات التي تستهدفها الأدوية. الثاني يطبق طرق التعلم الآلي على هذه المعلومات للتنبؤ بكيفية استجابة الناس للعلاج المناعي.

التعلم الآلي مشابه للطريقة التي يتعلم بها الناس. مثلما يتعلم الناس أشياء جديدة - مثل ركوب الدراجة أو قيادة السيارة - من خلال الكثير من الخبرة ، فإن التعلم الآلي المدفوع بالحاسوب يستوعب كميات هائلة من البيانات ويجمع الأنماط التي يمكن تطبيقها بعد ذلك على مهام أخرى.

لكن بيانات أبحاث السرطان وحدها لم تكن كافية لساهو وفريقه للتنبؤ بكيفية استجابة الناس لعقار ما. لقد احتاجوا إلى بيانات بيولوجية إضافية يمكنهم بعد ذلك تطبيقها على مرضى السرطان والاستجابات لعقاقير السرطان. في مصطلحات التعلم الآلي ، كانوا بحاجة إلى التعلم من السياق البيولوجي وتطبيق تلك المعرفة في سياق السرطان ؛ إنها تقنية تسمى نقل التعلم.

دخل ساهو وفريقه في شراكة مع شركة للعثور على مركب يستهدف أفضل جينات السرطان المرشحة التي حددوها باستخدام BipotentR. في الاختبارات قبل السريرية ، أكدوا أن تنبؤاتهم كانت دقيقة.

يقول ساهو إن العمل يمكن توسيعه.

يقول: "عندما يكون للأورام أهداف دوائية متعددة الوظائف مفرطة النشاط ، تقل احتمالية استجابة المرضى للعلاج المناعي". "ومع ذلك ، يمكن للمرضى الذين يعانون من هذه الأنواع من الأورام الاستفادة من مزيج من العلاج المناعي والأدوية متعددة الوظائف."

لا يقتصر عمل الفريق على التمثيل الغذائي والأهداف المناعية فحسب ؛ يمكن تصميمه لاستكشاف أي عاملين للعثور على أفضل الأدوية متعددة الأغراض. يقول ساهو إن هذا النهج يقدم بالتالي فرصة مثيرة للبحث الجديد في مجموعة متنوعة من المشاريع التي تركز على السرطان.

واكتشاف الأدوية بشكل أسرع يعني طبًا شخصيًا أكثر دقة.


حول أفيناش ساهو ، دكتوراه

أفيناش ساهو ، دكتوراه ، هو أستاذ مساعد في كلية الطب بجامعة نيو مكسيكو ، في قسم الطب الباطني ، قسم المعلوماتية الانتقالية. انضم إلى هيئة التدريس في UNM في يناير 2023. يحمل الدكتور ساهو درجة الدكتوراه من جامعة ماريلاند. بحثه يركز على تطبيقات التعلم الآلي والتعلم العميق لتحسين فهم وعلاج السرطان.

مرجع الورق

نُشر على الإنترنت في 27 يناير 2023 ، في موقع Cancer Discovery (https://aacrjournals.org/cancerdiscovery): المؤلفون هم: أفيناش د. ساهو ، شياومان وانغ ، فيليب مونسون ، جان كلومب ، شياو تشينغ وانغ ، شينجكينج جو ، جيج كيان ، فيليب نيكول ، زيكسيان زينج ، تشينفي وانج ، كولين توكهايم ، ووبينج زانج ، جينجشين فو ، جين وانج ، نيشانث يو. ناير ، جوست رينز ، مريم بوراجاج ، باس يانسن ، إنجي ليندرز ، ياب ليميرز ، مارك موسترز ، سان فان زانتن ، لورا فان زيلست ، جيني ورثينجتون ، مايلز براون ، جون إس ليو ، ديجان يوريك ، كليف إيه ماير ، آرثر أوبري ، X. شيرلي ليو ، ديفيد إي فيشر ، كيث تي فلاهيرتي.

مركز UNM الشامل للسرطان

مركز السرطان الشامل بجامعة نيو مكسيكو هو المركز الرسمي للسرطان في نيو مكسيكو ومركز السرطان الوحيد المعين من قبل المعهد الوطني للسرطان في دائرة نصف قطرها 500 ميل.

يضم أكثر من 120 طبيبًا متخصصًا في علم الأورام معتمدين من مجلس الإدارة جراحي السرطان في كل تخصص (البطن والصدر والعظام والأنسجة الرخوة وجراحة الأعصاب والجهاز البولي التناسلي وأمراض النساء وسرطان الرأس والعنق) وأخصائيي أمراض الدم لدى البالغين والأطفال / أطباء الأورام وأخصائيي الأورام النسائية ، وعلاج الأورام بالإشعاع. إنهم ، إلى جانب أكثر من 600 متخصص آخر في مجال الرعاية الصحية بالسرطان (ممرضات وصيادلة وخبراء تغذية وملاحون وعلماء نفس وأخصائيون اجتماعيون) ، يقدمون العلاج إلى 65٪ من مرضى السرطان في نيو مكسيكو من جميع أنحاء الولاية ويشاركون مع أنظمة الصحة المجتمعية على مستوى الولاية لتقديم العلاج رعاية السرطان أقرب إلى المنزل. عالجوا ما يقرب من 14,000 مريض في حوالي 100,000 زيارة للعيادة الخارجية بالإضافة إلى المرضى الداخليين في مستشفى UNM.

شارك ما يقرب من 400 مريض في التجارب السريرية للسرطان التي تختبر علاجات جديدة للسرطان تشمل اختبارات لاستراتيجيات جديدة للوقاية من السرطان وتسلسل جينوم السرطان.

حصل أكثر من 100 عالم من علماء أبحاث السرطان المنتسبين إلى UNMCCC على 35.7 مليون دولار من المنح الفيدرالية والخاصة والعقود لمشاريع أبحاث السرطان. منذ عام 2015 ، قاموا بنشر ما يقرب من 1000 مخطوطة ، وتعزيز التنمية الاقتصادية ، وقدموا 136 براءة اختراع جديدة وأطلقوا 10 شركات ناشئة جديدة في مجال التكنولوجيا الحيوية.

أخيرًا ، قدم الأطباء والعلماء والموظفون خبرات تعليمية وتدريبية لأكثر من 500 طالبًا من طلاب المدارس الثانوية والجامعيين والخريجين وما بعد الدكتوراه في أبحاث السرطان وتقديم الرعاية الصحية للسرطان.

الفئات: مركز السرطان الشامل