Insilico Medicine научит нейросеть транскриптомному анализу — Naked Science
6 минут
Редакция

Insilico Medicine научит нейросеть транскриптомному анализу

Международная группа ученых разработала метод, который позволяет достоверно прогнозировать реакцию пациента на терапию на основе комплексного анализа коэкспрессии генов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Основным инструментом современных биоинженерных исследований являются алгоритмы для анализа транскриптомных профилей. С помощью программ типа GSEA или SPIA ученые могут сравнивать экспрессию отдельных генов в биологических образцах и искать закономерности, которые лежат в основе изучаемых молекулярных процессов. Однако эти методы не рассчитаны на оценку динамических взаимодействий между генетическими ансамблями — внутриклеточными сигнальными путями. Предполагается, что изучение этих путей может дать более точные профили транскриптомов.

 

В новой работе компания Insilico Medicine в сотрудничестве с группой ученых из Университета Джона Хопкинса и других учреждений представила метод, который позволяет связывать не экспрессию генов, а работу сигнальных путей. Он получил название iPANDA (Pathway Activation Network Decomposition Analysis, декомпозиционный анализ сетевой активации сигнальных путей). Входными данными для алгоритма служат показатели реальной и среднестатистической экспрессии генов. Затем программа оценивает их коэкспрессию, группирует и присваивает каждому пути определенное количество очков активации.

 

Система тестировалась на наборах генов, полученных от пациентов с раком молочной железы. Этот вид опухолей является наиболее сложным для терапевтического прогнозирования из-за высокого уровня гетерогенности (разнообразия клеток). Задачей авторов было оценить эффективность предстоящей терапии с помощью паклитаксела, а также найти пути-маркеры, связанные с активностью рецептора эпидермального фактора роста человека 2 типа (HER2). Избыток этого белка на поверхности опухолевых клеток определяет развитие новообразования и является главной мишенью такого прогноза.

 

Сигнальные пути, связанные с HER2. Красным цветом обозначены активирующие, синим — инактивирующие пути. / © Ivan V. Ozerov et al., Nature Communications, 2016  

 

Авторы составили профиль из самых чувствительных к паклитакселу сигнальных путей для пациентов с положительным и отрицательным HER2-статусом. Так, в перечень вошли известные ранее пути ERBB, PTEN, BRCA1 и другие. При этом программа указала значимые различия в сигнальных путях в зависимости от типа заболевания несмотря на многочисленные пересечения. Это соответствует данным о резистентности некоторых типов рака к препарату. Сравнение iPANDA с другими методами (Affymetrix, Agilent) показало, что новый алгоритм значительно точнее в оценке экспрессии (коэффициент корреляции r = 0,89).

 

По словам ученых, применение iPANDA может прояснить генетическую основу различных заболеваний и разработать против них более эффективные препараты. Кроме того, он позволит сделать медицину более персонализированной. Следующим шагом станет автоматизация метода: сейчас он работает только в сочетании с другими программами для сбора данных. Для этого исследователи уже обучают анализу транскриптомных профилей искусственную нейросеть.

 

Insilico Medicine — американский разработчик биоинформационного программного обеспечения и препаратов против онкологических заболеваний и биологического старения. Компания основана канадцем российского происхождения Александром Жаворонковым и россиянами Николаем Борисовым и Антоном Буздиным в 2014 году.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 08:54
8 минут
Мария Азарова

Хотите увидеть ожившего Шекспира или подмигивающую вам госпожу Лизу дель Джокондо? С немного пугающей всех нас технологией deepfake это можно сделать всего за пару минут.

Вчера, 19:50
5 минут
Илья Ведмеденко

По информации источника в ВПК, российские инженеры приступили к созданию стратегического ракетного комплекса нового поколения, получившего условное обозначение «Кедр». Сейчас его разработка находится на самой ранней стадии.

11 часов назад
4 минуты
Илья Ведмеденко

Китай достиг прогресса в разработке ракеты-носителя, которая сможет запустить пилотируемый космический корабль на Луну. Предполагается, что его грузоподъемность составит примерно 100 тонн.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

23 февраля
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

24 февраля
10 минут
Мария Азарова

Ученые провели анализ по 353 профессиям и оценили, насколько различия в статусе потребления алкоголя можно объяснить родом занятий.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: