ИИ научили находить невидимые маркеры заболеваний внутри клеток

Ученые из Университета Макгилла (Канада) разработали систему на основе искусственного интеллекта, которая способна выявлять трудноуловимые молекулярные маркеры заболеваний внутри отдельных клеток. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications (NatCom).

Ученые объяснили, что многие заболевания оставляют свой «отпечаток» в виде едва заметных изменений в экспрессии РНК. Эти сигналы могут свидетельствовать о наличии болезни, ее стадии или реакции организма на лечение. Однако традиционные методы часто упрощают данные: они анализируют РНК на уровне целого гена, теряя важную информацию о том, как именно этот ген активен в каждой конкретной клетке.

Разработка команды из Макгилла позволяет анализировать экспрессию РНК более детально — на уровне экзонов --мелких участков РНК, из которых собирается окончательная структура гена. Такой подход дает более точное представление о молекулярных изменениях, связанных с болезнями.

«Гены устроены не как цельные блоки, а как наборы деталей вроде конструктора Lego. Наша система под названием DOLPHIN анализирует, как именно эти детали соединяются, и находит сигналы болезни, которые раньше были незаметны», — объясняет первый автор работы Кайлу Сонг.

В одном из экспериментов DOLPHIN проанализировал данные об отдельных клетках пациентов с раком поджелудочной железы и обнаружил более 800 новых маркеров заболевания, не выявленных традиционными методами. Система также смогла различить пациентов с агрессивными и менее опасными формами опухоли.

По словам авторов, с помощью DOLPHIN в будущем можно будет создавать «виртуальные клетки». Такие цифровые модели будут имитировать поведение настоящих клеток и их реакцию на лекарства. Это позволит прогнозировать эффективность терапии до начала клинических испытаний.