ספקטרומטר המסה יכול לזהות מבנים שונים של מולקולות הסוכר, הנקראות גליקנים, בתאים שלנו. המבנים יכולים להצביע על צורות שונות של סרטן בתאים. קרדיט: קרן המחקר לונדברג/מגנוס גוטנדר
חוקרים מאוניברסיטת גטבורג יצרו מודל בינה מלאכותית שמשפר את יכולות גילוי הסרטן באמצעות ניתוח סוכר. מודל AI זה עולה על הטכניקות החצי-ידניות הקיימות במהירות וב דיוק בזיהוי חריגות.
ניתן להשתמש בספקטרומטריית מסה למדידת גליקנים, שהם מבנים של מולקולות סוכר בתאים שלנו. מבנים אלה יכולים לחשוף נוכחות של סוגים שונים של סרטן בתוך התאים.
עם זאת, הנתונים ממדידת ספקטרומטר המסה חייבים להיות מנותחים בקפידה על ידי בני אדם כדי להבין את המבנה מפיצול הגליקן. תהליך זה יכול להימשך בין שעות לימים עבור כל דגימה והוא יכול להתבצע רק בביטחון גבוה על ידי מספר קטן של מומחים בעולם, שכן מדובר בעצם בעבודת בילוש שנלמדה במשך שנים רבות.
אוטומציה של עבודת הבילוש
התהליך מהווה אפוא צוואר בקבוק בשימוש בניתוחי גליקן, למשל לגילוי סרטן, כאשר ישנן דגימות רבות לניתוח. חוקרים מאוניברסיטת גטבורג פיתחו מודל AI כדי להפוך את עבודת הבילוש הזו לאוטומטית. מודל הבינה המלאכותית, בשם Candycrunch, פותר את המשימה תוך מספר שניות בלבד לכל מבחן. התוצאות מדווחות במאמר מדעי בכתב העת שיטות טבע.
דניאל בוג'אר, מרצה בכיר עמית לביואינפורמטיקה באוניברסיטת גטבורג. קרדיט: קרן המחקר לונדברג/מגנוס גוטנדר
מודל הבינה המלאכותית אומן באמצעות מסד נתונים של למעלה מ-500,000 דוגמאות של פיצולים שונים ומבנים קשורים של מולקולות סוכר.
"ההכשרה אפשרה לקנדיקראנץ' לחשב את מבנה הסוכר המדויק במדגם ב-90 אחוז מהמקרים", אומר דניאל בוג'אר, מרצה בכיר עמית לביואינפורמטיקה באוניברסיטת גטבורג.
יכול למצוא סמנים ביולוגיים חדשים
המשמעות היא שמודל הבינה המלאכותית עשוי להגיע בקרוב לאותן רמות דיוק כמו רצף של רצפים ביולוגיים אחרים, כגון DNA, RNA, או חלבונים. מכיוון שמודל ה-AI כל כך מהיר ומדויק בתשובותיו, הוא יכול להאיץ את גילוים של סמנים ביולוגיים מבוססי גליקן הן לאבחון והן לפרוגנוזה של הסרטן.
"אנו מאמינים שניתוחי גליקן יהפכו לחלק גדול יותר מהמחקר הביולוגי והקליני כעת, לאחר שיצרנו את צוואר הבקבוק הגדול ביותר", אומר דניאל בוג'אר.
מודל ה-AI Candycrunch מסוגל גם לזהות מבנים שלעתים קרובות מחמיצים אותם בניתוחים אנושיים בשל הריכוזים הנמוכים שלהם. לכן המודל יכול לעזור לחוקרים למצוא סמנים ביולוגיים חדשים מבוססי גליקן.
