למידת מכונה חושפת מקורות להטרוגניות בין תאים בגופנו

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


צוות של מדענים דרום קוריאנים בראשות פרופסור KIM Jae Kyoung מקבוצת המתמטיקה הביו-רפואית בתוך המכון למדע בסיסי (IBS-BIMAG) גילה את סודות השונות בתאים בגופנו. לממצאי מחקר זה צפויות להיות השפעות מרחיקות לכת, כמו שיפור ביעילות של טיפולים כימותרפיים, או לקבוע פרדיגמה חדשה בחקר חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

פרסומת

לתאים בגופנו יש מערכת איתות המגיבה לגירויים חיצוניים שונים כמו אנטיביוטיקה ושינויי לחץ אוסמוטיים. מערכת איתות זו ממלאת תפקיד קריטי בהישרדות התאים כאשר הם מקיימים אינטראקציה עם הסביבה החיצונית. עם זאת, אפילו תאים בעלי מידע גנטי זהה יכולים להגיב בצורה שונה לאותם גירויים חיצוניים, הנקראים הטרוגניות תאית.

הטרוגניות תאית היא עניין מחקרי גדול ברפואה, שכן ידוע שהיא מעכבת את ההכחדה המוחלטת של תאים סרטניים על ידי חומרים כימותרפיים כגון תרופות אנטי סרטניות. המקורות להטרוגניות כזו והקשר שלה עם מערכת האיתות נותרו אתגר, שכן תהליכי ביניים של מערכת האיתות בלתי אפשריים לצפייה מלאה עם הטכנולוגיה הניסיונית הנוכחית.

כדי לחשוף את מקורות ההטרוגניות הזו, צוות המחקר של פרופסור קים פיתח מתודולוגיית למידת מכונה באמצעות מבני רשת עצבית מלאכותית הנקראת רשתות עצביות מבוססות-צפיפות (Density-PINNs). Density-PINNs משתמשים בנתוני סדרת הזמן הניתנים לצפייה של תגובות התאים לגירויים חיצוניים כדי להעריך באופן הפוך מידע על מערכת האיתות. על ידי יישום Density-PINNs על נתונים ניסויים בפועל של תגובות אנטיביוטיות של תאי חיידקים (אי קולי), צוות המחקר מצא שמבנה מקביל של מערכת האותות יכול להפחית הטרוגניות בין תאים.

פרופסור קים מאמין שמחקר המודלים המתמטיים ולמידת המכונה יאפשרו את שיפור ההבנה של ההטרוגניות התאית, שהיא חיונית בטיפול בסרטן. הוא הביע את תקוותו שהישג זה יוביל לפיתוח אסטרטגיות משופרות לטיפול בסרטן.

ד"ר JO Hyeontae וד"ר HONG Hyukpyo השתתפו ככותבים ראשונים במחקר זה, שפורסם בכתב העת הבינלאומי דפוסים (אימפקט פקטור 6.5), יומן אחות של תָא. כותרת המאמר היא "רשתות עצביות המבוססות על פיסיקת צפיפות חושפות מקורות להטרוגניות תאים בהעברת אותות".



קישור לכתבת המקור – 2024-01-17 21:38:26

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר