NOVÉ LÉKY BIOTECH
Vývoj nových léků se dělí do několika fází. Ta první spočívá v odhadu toho, které látky by mohly fungovat; to se může dít jak prostřednictvím počítačové simulace, tak třeba extrahováním látek z neznámých rostlin v amazonském pralese. Ve druhé fázi je třeba provést jejich screening a ověřit, nakolik jsou aktivní – zjistit tedy kupříkladu, zda skutečně ničí rakovinné buňky v organismu, o což jde právě tady. Teprve poté se přechází k další fázi, kterou jsou klinické studie. Proces to je zdlouhavý a jeho efektivní zkrácení může zachraňovat životy. Informatici z katedry kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT společně s vědci z Ústavu molekulární a translační medicíny Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci nyní učinili zásadní vylepšení dosavadní podoby fáze číslo dva: v čele s Janem Kybicem, vedoucím skupiny Algoritmy pro biomedicínské zpracování z FEL ČVUT, vyvinuli postup, který díky umělé inteligenci dokáže vyhodnotit účinek léčiv na kulturu nádorových buněk rychleji a přesněji než dřívější metody. Pravděpodobnost jejich postupu kraluje přesností nad 98 procent. Praktickou aplikací výzkumu by nemělo být nic menšího než rychlejší vývoj protinádorových léčiv.
Předpokládalo se, že mechanismus účinku potenciálního léčiva je možné odhadnout z toho, jak na ně zareagují buňky; na analýzu něčeho takového ovšem nemá kapacitu lidské oko ani mozek. Ledy se hnuly díky tomu, že s analýzou přispěchaly na pomoc nástroje strojového učení (konkrétně konvoluční neuronová síť), umožněné počítačovým clusterem RCI na půdě pražské ČVUT. Zapotřebí byl pro jejich učení solidní dataset snímků, z nichž se umělá inteligence naučila rozpoznat, zda potenciální lék zabírá, nebo nezabírá, stejně jako jakým mechanismem funguje. Klasickou variantou takového zkoumání je fluorescenční mikroskopie, při níž se do vzorku aplikuje barvivo a pak se osvítí ultrafialovým světlem; díky tomu jsou k vidění jádra buněk, a to je skvělé! Jenže proces barvení je náročný, buňky se jím ničí a v experimentu nelze pokračovat. V rámci výzkumu proto nyní vědci zvolili neinvazivní a rychlejší metodu fázové kontrastní mikroskopie; na základě obrázků z fázového kontrastu tak nyní umí algoritmus vyhodnotit, jakým známým látkám se účinky nové látky podobají, a odhadne také, jaký bude mít účinek v lidském těle. Celý proces je tak díky nasazení metod počítačového vidění rychlejší a přesnější než dříve. A kde jinde stojí za to tlačit na výkon než u léčby, při níž jde doslova a do písmene o čas?