מעניין

פלטפורמה מונעת AI מנתחת פתוגנים באופן מדויק כמו מומחים

פלטפורמה מונעת AI מנתחת פתוגנים באופן מדויק כמו מומחים

פלטפורמה חדשה המונעת על ידי AI יכולה לנתח כיצד פתוגנים מדביקים את התאים שלנו בדיוק זהה לזה של ביולוג בעל הכשרה גבוהה. שפותחה על ידי מדענים במכון פרנסיס קריק וב- UCL, הפלטפורמה הנקראת HRMAn ('הרמן'), תסייע לביולוגים באבחון ובמחקר.

ראה גם: 7 אפליקציות הטלפון הרופא בעלות הבינה המלאכותית יכולות להיות עתיד הטיפול בבריאות

HRMAn, הידוע בשמו המלא, תגובת המארח לניתוח חיידקים, נעשה קוד פתוח וקל לשימוש. ניתן לשנות את הפלטפורמה עבור פתוגנים שונים, כולל סלמונלה אנטריקה.

HRMAn woks בזמן שמומחים ישנים

HRMAn פועל באמצעות רשתות עצביות עמוקות כדי למצוא דפוסים מורכבים בתמונות של אינטראקציות פתוגניות ואנושיות ('מארח'). הוא מסוגל לזהות את אותם מאפיינים שמדענים מנתחים ביד.

"מה שהיה פעם משימה ידנית וגוזלת זמן עבור ביולוגים לוקח לנו כעת מספר דקות במחשב, מה שמאפשר לנו ללמוד עוד על פתוגנים מדבקים ועל האופן שבו גופנו מגיב אליהם, במהירות ובדיוק רב יותר", אומרת אווה. פריקל, מנהיג הקבוצה בקריק, שהוביל את הפרויקט.

"HRMAn יכול למעשה לראות אינטראקציות בין המארח לפתוגן כמו ביולוג, אך בניגוד לנו, הוא לא מתעייף וצריך לישון!"

כדי להפגין את כוחו של הרמן, צוות הפרויקט שלו השתמש בו כדי לנתח את תגובת הגוף לטוקסופלזמה גונדי. טפיל זה קשור בצורה המפורסמת ביותר לחתולים ובמיוחד לקקי חתולים. יותר משליש מאוכלוסיית העולם נחשבת לשאת Toxoplasma gondii.

מחקר הבדיקה יכול לאתר במהירות טפילים בתוך התאים

לצורך מחקר הבדיקה, חוקרים במתקן ההקרנה לתפוקה גבוהה של קריק אספו מעל 30,000 תמונות מיקרוסקופ של חמישה סוגים שונים של תאים אנושיים הנגועים בטוקסופלזמה והעמיסו אותם לניתוח HRMAn. HRMAn הצליח לזהות ולנתח מעל 175,000 תאים סלולריים המכילים פתוגן.

זה יכול לספק למשתמשים בו מידע מפורט אודות מספר הטפילים לכל תא, מיקום הטפילים בתוך התאים וכמה חלבוני תאים קיימו אינטראקציה עם הטפילים, בין משתנים אחרים.

"ניסיונות קודמים לאוטומציה של ניתוח תמונות פתוגן של מארח לא הצליחו לתפוס את רמת הפירוט הזו", אומר ארתור יקימוביץ ', סוכן מחקר במעבדתו של ג'ייסון מרסר ב- MRC LMCB באוניברסיטת UCL ומחבר משותף הראשון של המחקר.

"באמצעות אותם סוגים של אלגוריתמים המפעילים מכוניות בנהיגה עצמית, יצרנו פלטפורמה המגבירה את הדיוק בניתוח נתונים ביולוגי בנפח גבוה, שחוללה מהפכה במה שאנחנו יכולים לעשות במעבדה. אלגוריתמים של AI באים שימושי כאשר הפלטפורמה מעריכה את הנתונים מבוססי התמונה באופן שמומחה מיומן יעשה. זה גם קל מאוד לשימוש, אפילו עבור מדענים ללא מעט ידע בקידוד. "

קוד פתוח ונוח לשימוש

המקור הפתוח וקל השימוש של הכלי אומר שהוא יכול להיות בעל מגוון רחב של יישומים ברפואה ובמחקר.

"הצוות שלנו משתמש ב- HRMAn בכדי לענות על שאלות ספציפיות אודות אינטראקציות בין מחשב מארח לפתוגן, אך יש לו השלכות מרחיקות לכת גם מחוץ לתחום", אומר דניאל פיש, ד"ר קריק. סטודנט והמחבר הראשון של המחקר.

"HRMAn יכול לנתח כל תמונת פלואורסצנטי, מה שהופך אותה לרלוונטית עבור הרבה תחומי ביולוגיה שונים, כולל מחקר סרטן."