- Институт исследования рака (CRI) запускает первую в своем роде базу данных иммунотерапии, готовую к использованию искусственного интеллекта, предназначенную для ускорения исследований и разработки методов лечения.
- Совместная инициатива направлена на преодоление давних проблем в исследованиях рака путем стандартизации и обмена данными по всему миру.
- Первый этап создания базы данных будет сосредоточен на меланоме и колоректальном раке, включая не только успешные результаты, но и неудачные методы лечения, чтобы помочь выяснить, почему методы лечения работают или терпят неудачу.
Исследователи запустили новую базу данных с открытым доступом, предназначенную для создания живого ресурса, который поможет ученым лучше понять, как иммунная система с течением времени реагирует на лечение рака, что является давней проблемой в исследованиях иммунотерапии.
CRI в сотрудничестве с Медицинской школой Стэнфордского университета, Медицинской школой Перельмана Пенсильванского университета, Мемориальным онкологическим центром Слоана-Кеттеринга и биотехнологической компанией 10x Genomics представил CRI Discovery Engine, централизованную исследовательскую платформу с поддержкой искусственного интеллекта для иммунотерапии рака.
Discovery Engine возглавляют три главных исследователя: Андреа Шитингер, доктор философии, и Ансуман Сатпати, доктор медицинских наук, оба являются исследователями CRI STAR, и Э. Джон Уэрри, доктор философии, заместитель директора Научно-консультативного совета CRI.
Инициатива направлена на устранение двух основных препятствий в научных кругах, которые замедляют прогресс в онкологических исследованиях: ограниченный обмен данными и плохая воспроизводимость экспериментальных результатов.
Устранение пробелов в воспроизводимости и доступе к данным
Проект «Воспроизводимость: биология рака» представлял собой восьмилетнюю попытку воспроизвести результаты статей по биологии рака, опубликованных в период с 2010 по 2012 год. Однако проект обнаружил, что менее половины этих результатов можно надежно воспроизвести.
Хотя исследователи ежегодно генерируют большие объемы онкологических данных, лишь небольшая их часть находится в открытом доступе, и еще меньшая часть доступна в форматах, которые позволяют другим ученым эффективно использовать их повторно.
Исследования показывают, что только 16% данных онкологических исследований общедоступны, а CRI отмечает, что только 1% данных исследований рака соответствует стандартам, которые допускают значимое повторное использование внешними исследователями.
CRI Discovery Engine стремится изменить это, предоставляя стандартизированные данные с высоким разрешением о том, как иммунные и раковые клетки реагируют на иммунотерапевтические вмешательства с течением времени.
«Интересно думать о том, как механизм открытий CRI создаст централизованный, хорошо структурированный, готовый к использованию ИИ ресурс, к которому исследователи смогут получить доступ для изучения иммунных реакций на лечение рака, что облегчит обнаружение закономерностей, проверку идей и генерацию новых гипотез в масштабе».
Сделав эти наборы данных открытыми и оптимизированными для инструментов искусственного интеллекта и машинного обучения, платформа призвана позволить исследователям во всем мире анализировать одни и те же биологические процессы, используя согласованные методы.
В пресс-релизе Алисия Чжоу, доктор философии, генеральный директор CRI, прокомментировала: «Цель CRI Discovery Engine действительно состоит в том, чтобы ускорить открытия в области иммунотерапии».
Она объяснила, что иммунотерапию часто называют «живой терапией», то есть ее эффекты динамически развиваются по мере взаимодействия иммунных клеток с опухолями. Зафиксировать эти взаимодействия в реальном времени и в трехмерном пространстве исторически было сложно, но последние достижения в технологии пространственного секвенирования теперь делают это возможным.
Совместный подход к исследованиям в области иммунотерапии
Вместо того, чтобы полагаться на отдельные эксперименты, проводимые в отдельных лабораториях, платформа спроектирована как общая основа для исследований в области иммунотерапии.
Первоначально CRI внесет в базу данных свои собственные исследования, а внешние исследователи смогут со временем внести дополнительные данные. Это создаст живой ресурс, ценность которого постоянно растет, что ускорит путь от лаборатории к жизненно важному лечению.
«Одна из самых больших проблем в академических исследованиях заключается в том, что мы работаем изолированно», — сказал Уэрри в пресс-релизе.
«Существует конкуренция и собственные знания, которые, по мнению учреждений, они должны защищать. Но такой подход замедляет всех. Это сотрудничество представляет собой обязательство разрушить эти барьеры, потому что мы все преследуем одну и ту же цель: быстрее предоставлять пациентам лучшее лечение».
В центре внимания меланома и колоректальный рак
Первый этап CRI Discovery Engine будет сосредоточен на меланоме и колоректальном раке. Хотя иммунотерапия уже изменила результаты лечения этих двух типов рака, остаются значительные пробелы в знаниях.
Важно отметить, что в базу данных также будут включены данные о неудачном лечении. Такие отрицательные результаты редко публикуются публично, несмотря на то, что они помогают исследователям понять, почему определенные подходы могут не работать.
«Отрицательные и нулевые результаты всегда были важны для научных открытий. Мы узнаем, что работает, а что нет, помогая предотвратить предвзятые выводы и направляя направления исследований», — добавил Уэйгл.
Охватывая как успешные, так и неудачные вмешательства, платформа призвана предоставить более полную картину иммунных реакций и помочь в разработке новых комбинаций лечения.
«Когда-нибудь мы будем вспоминать об этом как о поворотном моменте в иммунотерапии», — заявил Сатпати в пресс-релизе.
«Создавая общее понимание с высоким разрешением того, как иммунная система человека с течением времени реагирует на вмешательства, мы открываем новую эру открытий, которая покажет нам, почему методы лечения работают, почему они терпят неудачу и как спланировать, что будет дальше».
Создан для искусственного интеллекта и будущих открытий
База данных разработана с учетом приложений искусственного интеллекта и машинного обучения. Это позволит вычислительным инструментам более эффективно выявлять биологические закономерности, потенциально сокращая время от лабораторного открытия до клинического применения.
Ожидается, что первоначальный набор данных будет доступен общественности в течение первого года.
«Я надеюсь, что это уменьшит дублирование усилий и объединит ученых для ускорения прогресса в исследованиях иммунотерапии рака», — отметил Уэйгл. «Воспроизводимая, высококачественная наука необходима, если мы хотим покончить с раком в том виде, в котором мы его знаем, для всех. Я полагаю, что механизм открытий CRI приблизит нас к этой цели».
По мере того как давление на финансирование и общественный скептицизм в отношении науки растут, лидеры CRI говорят, что совместные усилия, такие как Discovery Engine, становятся все более важными.
«Рак не заботит институциональное эго или частные данные», — сказал Чжоу. — Мы тоже.