16.11.2016
Редакция Naked Science
184

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.
Предстоящие мероприятия
25 января
Сергей Васильев

Движения литосферных плит могут возникать из-за смещенного центра вращения системы Земли и Луны и солнечной гравитации.

25 января
Илья Ведмеденко

По данным инсайдера Dylandkt, iPhone 14 не получит Touch ID. Что касается дисплея с адаптивной частотой обновления ProMotion, то он останется эксклюзивом Pro-версий.

25 января
ПНИПУ

Специалисты из Пермского Политеха в сотрудничестве с зарубежными коллегами изучили, как быстро возвращается к прежнему состоянию окружающая среда на закрытых полигонах отходов. Они впервые предложили использовать для этого снимки из космоса и вегетационные индексы. Метод также можно применять и для отслеживания восстановления нарушенных территорий, например, после техногенных катастроф.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: