Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Přínosy umělé inteligence: Algoritmy vědcům pomáhají urychlovat vývoj protinádorových léčiv

Při hledání účinné léčby nádorových onemocnění budou hrát stále větší roli algoritmy umělé inteligence. Metody strojového učení totiž dokážou výrazně snížit čas, úsilí a náklady spojené s vývojem nových léčiv.

Na jejich objevování spolupracují informatici z katedry kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze s vědci z Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.

„Podařilo se nám vyvinout postup, který je s využitím nástrojů umělé inteligence schopen z mikroskopických obrázků vyhodnotit účinek vybraných léčiv na kulturu nádorových buněk.

Pravděpodobnost správné klasifikace do jedné ze tří skupin u naší metody překračuje 98 procent, čímž překonáváme předchozí metody,“ říká prof. Jan Kybic, vedoucí skupiny Algoritmy pro biomedicínské zobrazování z FEL ČVUT.

To otevírá cestu k mnohem jednoduššímu vysokokapacitnímu buněčnému screeningu, který přispěje k rychlejšímu vývoji nových protinádorových léčiv.

Při hledání účinné léčby nádorových onemocnění budou hrát stále větší roli algoritmy umělé inteligence. Foto: FEL ČVUT/ÚMTM Lékařské fakulty UP
Při hledání účinné léčby nádorových onemocnění budou hrát stále větší roli algoritmy umělé inteligence. Foto: FEL ČVUT/ÚMTM Lékařské fakulty UP

Využití AI v praxi

Umělá inteligence a její praktické aplikace nacházejí v medicíně rozsáhlé využití. Dnes se již rutinně používají v radiologické diagnostice, v histopatologii nebo při endoskopickém vyšetření. „Novou aplikací, kterou jsme rozvinuli ve spolupráci s týmem prof. Kybice na FEL ČVUT v Praze, je využití AI v oblasti vývoje léčiv.

Dlouhodobě jsme se domnívali, že z reakce buněk na potenciální léčivo v čase lze odhadnout mechanismus jeho účinku, který je ovšem lidským okem a mozkem nevyhodnotitelný,”…

…vysvětluje doc. MUDr. Marián Hajdúch, Ph. D., ředitel Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) Lékařské fakulty Univerzity Palackého a lékařský ředitel Národního ústavu pro výzkum rakoviny (NÚVR).

Prof. Jan Kybic, Foto: Petr Neugebauer
Prof. Jan Kybic, Foto: Petr Neugebauer

Mikroskopické snímky

Dva výzkumné týmy a unikátní výzkumné infrastruktury CZ-OPENSCREEN a EATRIS-CZ proto vzájemně spojily síly k analýze obrazu buněk vystavených působení léčiv pomocí nástrojů umělé inteligence.

„Výsledky předčily naše očekávání, podařilo se nám rozlišit účinek i chemicky a mechanisticky velmi příbuzných látek.

V tomto projektu a úspěšné spolupráci s ČVUT budeme s potěšením pokračovat i v budoucnosti a rádi rozšíříme naši spolupráci i o další týmy zabývající se AI,” dodává doc. Marián Hajdúch.

Informatici z FEL ČVUT při analýze obrazů buněk využívají snímky z fázové kontrastní mikroskopie, které lze oproti konvenčním fluorescenčním snímkům získat snadněji a rychleji.

Navíc snímky z fázové kontrastní mikroskopie nepoškozují buňky a lze je tak využívat k zobrazování živých buněčných kultur. Fakta o výzkumu shrnuje článek publikovaný v prosincovém čísle vědeckého časopisu Computers in Biology and Medicine.

Metody strojového učení totiž dokážou výrazně snížit čas, úsilí a náklady spojené s vývojem nových léčiv. Foto: FEL ČVUT/ÚMTM Lékařské fakulty UP
Metody strojového učení totiž dokážou výrazně snížit čas, úsilí a náklady spojené s vývojem nových léčiv. Foto: FEL ČVUT/ÚMTM Lékařské fakulty UP

Superpočítač RCI zrychluje analýzu snímků i vyškolení neuronové sítě

Vědci při výzkumu využívají rozsáhlé banky chemických látek a přístrojového vybavení UMTM na LF UP, se kterými lze automaticky realizovat velké množství experimentů.

Časosběrné snímky, které zachycují reakci buněčných kultur vystavených účinkům léčiv, následně putují k počítačovému zpracování informatiků. Na FEL ČVUT projdou analýzou s využitím nástrojů umělé inteligence.

„Využíváme přitom konvoluční neuronovou síť, která už je vycvičená přímo na vstupních snímcích z fázové kontrastní mikroskopie.

Vyhodnocení účinku jedné kontrastní látky pak trvá řádově několik vteřin na obrázek za předpokladu, že je neuronová síť již vytrénovaná, což zabere několik dní,“ upřesňuje proces vyhodnocování dat prof. Kybic.

Při jejich zpracování vědci využívají superpočítač RCI v prostorách ČVUT, jehož robustní výpočetní výkon práci významně urychluje.

Nejnáročnější je ovšem síť naprogramovat a navrhnout vhodné algoritmy, což je výsledek práce mnoha měsíců, na které se podíleli zejména Denis Baručič a Sumit Kaushik, doktorand a postdoktorand z týmu prof. Kybice.

Na objevování nových léčiv spolupracují informatici z katedry kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze s vědci z Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci. Foto: FEL ČVUT/ÚMTM Lékařské fakulty UP
Na objevování nových léčiv spolupracují informatici z katedry kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze s vědci z Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci. Foto: FEL ČVUT/ÚMTM Lékařské fakulty UP

Výzkum se rozšíří z jednotek na stovky chemických látek

Prof. Jan Kybic upozorňuje, že vysoce výkonný buněčný screening za standardizovaných podmínek je pouze jedním z mnoha kroků v procesu objevování léčiv.

Vědcům ze skupiny Algoritmy pro biomedicínské zobrazování na FEL ČVUT a Ústavu molekulární a translační medicíny (ÚMTM) Lékařské fakulty Univerzity Palackého v Olomouci se zatím podařilo tímto způsobem analyzovat účinek několika chemických látek;

v dalších fázích výzkumu bude potřeba velikost souboru rozšířit na řádově stovky. Vědci budou rovněž zohledňovat různé mechanismy účinku a případně více typů buněčných linií a další faktory.

Související články
Největší český výrobce letadel, společnost AERO Vodochody AEROSPACE, pojmenovala svůj nejmodernější cvičný letoun L-39 Skyfox. Název odkazuje na dlouholetou tradici úspěšných československých letounů, jako byly L-29 Delfín nebo L-39 Albatros, a zároveň vystihuje jedinečné vlastnosti nového cvičného stroje.   Aero letoun L-39 Skyfox produkuje v sériové výrobě a letos navíc slaví 105. výročí od založení. Za […]
Diabetes je závažné onemocnění, které neovlivňuje jen hladinu cukru v krvi, ale může způsobit i vážné poškození zraku. Diabetická retinopatie (poškození sítnice oka), jedna z nejčastějších komplikací cukrovky, patří k hlavním příčinám slepoty ve světě.   Avšak moderní technologie přinášejí naději, jak těmto komplikacím předejít. Nový diagnostický nástroj jménem Aireen, založený na umělé inteligenci, umožňuje rychlou […]
Mravenčí práce a 10 let výzkumu přivedly vědce z Harvardu a Googlu k průlomovému milníku pro neurovědu – detailní 3D mapě lidského mozku. Pochopitelně ne celého. I jeden milimetr krychlový má ale co říct o povaze jedné z nejsložitějších věcí, která ve vesmíru existuje.   I po letech soustavného snažení mají neurovědci stále jen mlhavou představu o […]
Někdy svět pro oči nevidí. Co představuje větší emisní problém než auta, lodě nebo  letadla? Co zanechává výraznou stopu v životním prostředí, v našich peněženkách a přispívá k sociálním problémům? Potraviny – tedy přesněji plýtvání potravinami.   Vědci v projektu Drawdown představili 100 řešení, jak snížit dopad klimatické krize. A jako třetí nejdůležitější řešení, které […]
reklama
Historie
Nejzáhadnější rytina všech dob: Lze Melancholii vůbec rozluštit?
Rok 1514 je v životě německého renesančního umělce Albrechta Dürera nesmírně krutý. Umírá mu jeho milovaná matka. „Smutek, který jsem kvůli ní cítil, se nedá ani popsat,“ zaznamenává si tehdy. A pak stvoří Melancholii I, mědiryt zhruba ve formátu A4, který dodnes mate historiky umění.   Podle znalce renesančních umělců Giorgia Vasariho (1511–1574) Dürerova Melancholie […]
Bohuslav Martinů strávil dětství na věži
V těsné blízkosti bytu duní ohlušující věžní zvony. Uloženo v zásuvce prádelníku si tu ale tiše a spokojeně pobrukuje malé dítě, kterému je předurčeno stát se jedním z největších českých hudebních skladatelů v dějinách.   Když 8. prosince 1890, právě ve svátek Panny Marie, vyzvánějí zvony na věži poličského kostela sv. Jakuba, nemohou obyvatelé města o 36 […]
Katedrálu zachránil potápěč
Anglie na počátku 20. století bije na poplach. Winchesterská katedrála, jeden z největších a nejslavnějších chrámů v zemi, se hroutí. Ve stavbě dlouhé 170 metrů s klenbou, tyčící se do výše 24 metrů, se objevují trhliny.   K vyboulenému zdivu se přidávají uvolněné a padající kameny a celá budova se naklání…„Základy v měkké zemi nejsou vybudovány dostatečně pevně,“ […]
Založení španělské inkvizice: Ferdinand II. našel metlu na poddané
Sixtus IV. mu dělá problémy. Odmítá posvětit vznik španělské inkvizice, nad kterou nebude mít přímou kontrolu. Ferdinand II. Aragonský je ale tvrdý protivník. Má na papeže páky a nakonec ho přesvědčí, aby mu vyšel vstříc!   Vzali se v roce 1469. Ferdinand II. Aragonský (1452–1516) a Isabela Kastilská (1451–1504) mají společný cíl – sjednotit pod […]
Zajímavosti
Chrám, kde vládnou krysy
Indie jako by byla zvířatům zaslíbená. Nesmírné popularity si tu užívají v hinduismus posvátné krávy, kterým lidé nesmí zkřivit ani chlup. Ve státě Rádžastán zase chovají v úctě krysy!   Příběh chrámu, který je pojmenován po hinduistické bohyni Karni Matě, se začíná psát někdy mezi 14. a 16. stoletím. V té době je Karni Mata ještě smrtelnice […]
Hřbitov se zkříženým hnáty: Piráti najdou věčný klid u Madagaskaru!
Ostrov Svaté Marie platí za zapomenutý kout planety. Madagaskarská končina prožívá zlatý věk na přelomu 17. a 18. století, kdy se tamní zátoky stávají výtečným úkrytem pro piráty. Zřídí si tu dokonce i svůj vlastní hřbitov!   O ráji bukanýrů a korzárů se poprvé zmíní anglický pirát Adam Baldridge, který během roku 1691 zvedá kotvy […]
Vzkříšení pratura: Z vyhynulého zvířete se stane poklad
Toto mohutné zvíře s impozantními rohy je zobrazeno na pravěkých jeskynních malbách či petroglyfech a jeho podoba je otisknuta také ve figurkách z doby bronzové…Objevuje se na starověkých egyptských reliéfech a v náboženstvích starověkého Blízkého východu symbolizuje sexuální potenci, sílu i zdatnost.   Jeho rohy se používají jako součást obětních darů, trofeje i nádoby na […]
Hadice: Malíře inspiruje tragický požár!
I tak obyčejnou věc jako je hadice musí někdo vymyslet…Existuje sice historka, jak kolem roku 400 před naším letopočtem ve starém Řecku hasí zápalné šípy tak, že nasadí na vaky s vodou býčí střeva, a těmi pak „stříkají“, to se však nezdá příliš účinné ani pravděpodobné. Pro skutečný počátek hadic se vypravíme do Holandska 17. […]
Záhady a napětí
Tuhý kořínek vyhynulé šelmy: Mohl v Africe přežít prastarý druh medvěda?
Odskočit si z tuniské pláže do blízkého okolí a natrefit na medvěda? Zní to možná úsměvně, ale medvědi se v této části Afriky hojně vyskytovali, a to ještě relativně nedávno. Medvěd atlaský byl dobře znám například Římanům, kteří tuto šelmu rádi využívali při gladiátorských zápasech. Kam se však tento druh medvěda v proudu času ztratil? Může stále někde […]
Zjevení Panny Marie v Litmanové: Staly se mladé dívky svědky zázraku, nebo obětí klamu?
Že zázraky neexistují? A co když ano? Jeden takový se mohl stát v roce 1990 na sousedním Slovensku. Dvě mladé dívky si tehdy nedaleko obce Litmanové užívaly bezstarostných her, když v tom se jim zjevila samotná Panna Maria Neposkvrněné Čistoty. Od té doby se hora Zvir stala nejmladším poutním místem.   První zjevení se mělo […]
Na bolest i proti depresím: Mohou magnety léčit?
Mnozí ji považují za přeceňovaný experiment, který má daleko menší výsledky, než jak je prezentováno. Jiní však vidí v takzvané magnetoterapii pozoruhodnou alternativní léčbu, která může pomoci s řadou tělesných i psychických neduhů. Jak to tedy je? Má smysl léčbu s pomocí magnetů absolvovat?   Léčitel v orientálně vypadajícím rouchu si zamyšleně prohlíží zranění, které malé děvčátko […]
Polský Roswell: Havarovalo u našich sousedů UFO?
Je brzké lednové ráno roku 1959, když v tom zachytí radarové stanice v polském Gdaňsku-Rębiechowie formaci několika záhadných objektů. Svědky tohoto incidentu mají být také vojáci z místní vojenské jednotky, kteří na obloze spatří jasný, zářící objekt. Tento objekt se má pohybovat neobvyklým způsobem – mění směry a jeho rychlost je mnohem vyšší než u letadel. […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Pašík Vašík se stal hvězdou naší rodiny
skutecnepribehy.cz
Pašík Vašík se stal hvězdou naší rodiny
Babička si to malé selátko doslova vypiplala, děda z něj udělal komika, který bavil svými kousky celou vesnici i náhodné turisty. Ani nevím, odkud babička to neduživé selátko přinesla. Samozřejmě to bylo od někoho z naší vesnice, téměř každý choval prasata. To malé nic bylo asi desáté v pořadí narozených a podle toho vypadalo. Babička si jej nesla ve svém
Jižní Tyrolsko: Horské štíty, usedlosti a sklenka vína…
epochanacestach.cz
Jižní Tyrolsko: Horské štíty, usedlosti a sklenka vína…
Nacházíte se sice v nejsevernější oblasti Itálie, slyšet je tu ale hlavně němčina. Malebný kraj s hlubokými údolími a ostrými horskými štíty vám v zimě nabídne více než 1100 kilometrů sjezdovek. Kvalitní sportovní vyžití pak vystřídáte sklenkou ceněného italského vína. Vítejte v Jižním Tyrolsku. Zdejší panoramatická krajina neoslňuje jen počtem a délkou lyžařských sjezdovek. Úctyhodný
Klobásy jako snídaně šampionů
tisicereceptu.cz
Klobásy jako snídaně šampionů
Nic nenastartuje den lépe než opečené klobásy se spoustou koření a paprikami. Ingredience 2 klobásy 1 velká žlutá paprika 1 velká červená paprika 3 stroužky česneku 1 velká žlutá cibule ros
Dekorativní kyblíčky na drobnosti
panidomu.cz
Dekorativní kyblíčky na drobnosti
Věčná otázka „kam s tím“ nás trápí často, zejména když jde o věci drobné, které většinou tak dobře uklidíme, že je potom ne a ne najít. Vyřešit to mohou hezké kyblíčky. Budete potřebovat: plechové kyblíčky, barvy na kovy (zde bílá, červená, modrá), štětce, molitanový váleček, obyčejnou tužku, tavicí pistoli, špičatou špejli nebo drát, bezbarvý lak,
Karlovarský knedlík
nejsemsama.cz
Karlovarský knedlík
Karlovarský knedlík je oblíbená česká příloha, která se hodí k mnoha masovým pokrmům. Ingredience: ● 6 tvrdších rohlíků nakrájených na kostičky ● 3 vejce ● 200 ml mléka ● hrst hladkolisté petrželky ● 60 g másla ● ½ lžičky soli ● špetka muškátového květu ● 1 lžička oleje Postup: V misce rozšlehejte mléko, žloutky, polovinu soli, muškátový květ a rozpuštěné máslo. Přidejte pečivo, promíchejte a nechte 5
Démon lakomství: Jsou kleptomani posedlí?
epochaplus.cz
Démon lakomství: Jsou kleptomani posedlí?
Podléhá mu 50 legií určených ke službě všem bohatým hamižníkům. Jen připomeňme, že jedna legie čítá zhruba 5000 jedinců. Alespoň takto o údajném démonovi Mamonovi mluví svatý Lukáš (?–84), kterému je připisováno stejnojmenné evangelium tvořící třetí knihu Nového zákona.   V duchu rčení „hamty hamty, ať mám víc než tamty,“ se dočká personifikace i hebrejský
Má Kostková snahu zachránit manželství?
nasehvezdy.cz
Má Kostková snahu zachránit manželství?
V poslední době se toho Tereza Kostková (46) rozhodně nebojí. Když vyráží do společnosti, vyzbrojí se velkým výstřihem i rozparky. Snaží se tím svému manželovi něco naznačit? Moderátorka StarDance
Exkluzivní bydlení kolem olivovníku
rezidenceonline.cz
Exkluzivní bydlení kolem olivovníku
Mimořádný projekt Carla Ridge v hodnotě 25,5 milionu dolarů nabízí ty nejkrásnější výhledy z hřebene pohoří Trousdale na Tichý oceán. Prestižní lokalita ve čtvrti Beverly Hills amerického Los Angeles je ztělesněním snu zdejší bohaté smetánky. Vše tu podléhá přísným regulím, jež dokonce určují i výšku střech místních luxusních vil, navíc všechny stavební práce tu musejí
Zimní limitovaná edice Lukáše Jabůrka
iluxus.cz
Zimní limitovaná edice Lukáše Jabůrka
Renomovaný sklářský umělec Lukáš Jabůrek přichází s limitovanou zimní edicí váz a objektů. Novinky inspirované zimní přírodou i příběhy každodenního života spojují tradiční sklářské techniky s moderní
Katedrálu zachránil potápěč
historyplus.cz
Katedrálu zachránil potápěč
Potápěč v neforemném skafandru se znovu a znovu noří do zkalené vody. Jen na něm záleží, zda se téměř 1000 let stará katedrála nad ním za chvíli zhroutí, nebo zda se ji podaří zachránit. Anglie na počátku 20. století bije na poplach. Winchesterská katedrála, jeden z největších a nejslavnějších chrámů v zemi, se hroutí. Ve stavbě dlouhé
Českobudějovičtí vědci objevili nový obří virus. Dostal jméno Budvirus
21stoleti.cz
Českobudějovičtí vědci objevili nový obří virus. Dostal jméno Budvirus
Vědci z Biologického centra Akademie věd ČR našli během letoška čtyřicet nových sladkovodních virů, které napadají vodní mikroorganismy. První, který se jim podařilo izolovat a podrobně popsat, dostal
Hory mají oči: Pojídal krutý klan kanibalů nevinné oběti?
enigmaplus.cz
Hory mají oči: Pojídal krutý klan kanibalů nevinné oběti?
V 16. století údajně jeho skutky vzbuzují nebývalou hrůzu. Říká se, že hlava 48členného klanu kanibalů Alexander Bean společně se svými společníky vraždí nevinné oběti ve skotské oblasti Galloway a ná
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz