أطلق الباحثون في مجال التكنولوجيا والسرطان في شمال غرب المحيط الهادئ علنًا أداة ذكاء اصطناعي يمكنها إجراء تحليل متطور للأورام في جزء صغير من الوقت والتكلفة مقارنة بالطرق الحالية، مما قد يجعل رؤى السرطان المتطورة متاحة لمزيد من المرضى.
يستخدم نموذج GigaTime الذكاء الاصطناعي لتوليد بيانات مفصلة عن الجهاز المناعي افتراضيًا من شرائح علم الأمراض القياسية – وهو التحليل الذي يتطلب عادةً أيامًا من العمل المختبري وآلاف الدولارات لكل عينة.
وقال إن هذا الاختراق يمكن أن يسرع التحول نحو الطب الدقيق، حيث يتم تصميم العلاجات لتناسب بيولوجيا السرطان الخاصة بكل مريض. هويفونج بونالمدير العام لبرنامج أدلة العالم الحقيقي التابع لشركة Microsoft Research.
تُظهر شرائح علم الأمراض التقليدية الأورام والخلايا المناعية ولكنها توفر معلومات محدودة حول ما إذا كان الجهاز المناعي للمريض يحارب السرطان بشكل فعال. وهناك تقنية أكثر تطورًا تسمى التحليل المناعي المتعدد (MIF) تلقي نظرة فاحصة على البيئة الدقيقة للورم، وتوفر معلومات حول ما إذا كانت الخلايا المناعية تعمل بناءً على البروتينات الموجودة.
لكن تحليل MIF “لعينة واحدة فقط، يمكن أن يستغرق بسهولة عدة أيام ويكلف آلاف الدولارات”، كما قال بون، مما يحد بشدة من استخدامه في الرعاية الروتينية.
تتغلب GigaTIME على هذا الحاجز عن طريق توليد المعلومات تقريبًا عن طريق تحليل شرائح علم الأمراض القياسية.
وقال: “إن Gigatime يدور حول فتح المعلومات التي لم يكن من الممكن الوصول إليها في السابق”. الدكتور كارلو بيفولكوكبير المسؤولين الطبيين في بروفيدانس جينوميكس والمدير الطبي في معهد بروفيدانس للسرطان.
يجمع هذا المشروع الباحثين مايكروسوفت, التوفير المرافق في رينتون وواشنطن وبورتلاند؛ وبول ج. من جامعة واشنطن. مدرسة ألين لعلوم الكمبيوتر والهندسة. إنهم ينشرون دراسة تمت مراجعتها من قبل النظراء اليوم في المجلة غرفة وإطلاق الأداة عبر الإنترنت مجانًا وجه معانق, جيثب و مسبك مايكروسوفت,
ويعكس هذا العمل الجهود المتزايدة في منطقة سياتل لدمج مجموعات البيانات الصحية المعقدة باستخدام الذكاء الاصطناعي لتسهيل التقدم في مجال الصحة والطب. أصدر معهد ألين الشهر الماضي منصة المعرفة الدماغية لأبحاث علم الأعصاب، في حين أنشأت شركة Synthesize Bio الناشئة في مجال التكنولوجيا الحيوية أدوات لتصميم التجارب والتنبؤ بنتائجها باستخدام البيانات المتاحة للجمهور. وساعد مركز فريد هاتش للسرطان في إنشاء نموذج لحماية الخصوصية ومشاركة البيانات من خلال تحالف Cancer AI Alliance.
حجم مشروع GigaTIME ضخم:
- وقام الباحثون بتدريب النموذج على مجموعة بيانات بروفيدنس المكونة من 40 مليون خلية، والجمع بين شرائح علم الأمراض وبيانات MIF التي تفحص 21 بروتينًا مختلفًا.
- قاموا بتطبيق GigaTime على عينات من 14256 مريضًا بالسرطان عبر 51 مستشفى وأكثر من 1000 عيادة في نظام بروفيدنس.
- أنتج هذا العمل مجتمعًا افتراضيًا يبلغ حوالي 300000 صورة MIF تغطي 24 نوعًا من السرطان و306 نوعًا فرعيًا من السرطان.
لدى بون طموحات أكبر تشمل الجمع بين البيانات من تقارير الأشعة المقطعية والتصوير بالرنين المغناطيسي وغيرها من وسائل التشخيص إلى جانب عينات الخلايا والخزعة لإنشاء صورة أكثر شمولية للمريض. يمكن لهذه النماذج المتقدمة أن تقدم تنبؤات حول كيفية تطور المرض أو الاستجابة للعلاج.
قد تساعد الأدوات الجديدة ذات يوم في منع التكاليف الهائلة والوقت المرتبط بالتجارب السريرية من خلال توفير رؤى أفضل لاختيار الأدوية المرشحة وتصميم الدراسات.
الهدف هو جعل رعاية مرضى السرطان المتقدمة أكثر فعالية ويمكن الوصول إليها على نطاق أوسع.
وقال بون: “أنا شخصياً متحيز، لكنني أعتقد أنه لا يمكن أن يكون هناك وقت أكثر إثارة من الآن”، مشيراً إلى تقارب قدرات الذكاء الاصطناعي والسجلات الطبية الرقمية باعتبارهما “قوتين قويتين حقاً”.
مؤلفو الورقة البحثية “الذكاء الاصطناعي متعدد الوسائط يولد مجموعات افتراضية لنمذجة البيئة الدقيقة للورم” جيا ماريا خوسيه فالاناراسو، هانوين شو، ناوتو أوسوياما، تشانوو كيم، كليف وونغ، بينيل أرغايف، راشيلي بن شيمول، أنجيلا كرابتري، كيفن ماتلوك، ألكسندرا كيو بارتليت، جاسبريت باغا، يو غو، شينغ تشانغ، تريستان نومان، برنارد أ. بيل. رايت، وآري روبيتشيك، وبريان بينينج، وكارلو بيفولكو، وشنغ وانغ، وهويفانغ بون.
