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
Google dosáhl významného pokroku ve vývoji kvantových počítačů. S procesorem Sycamore nyní dokáže překonat nejlepší superpočítače na světě při provádění složitých a specifických výpočtů. Tento procesor s 67 kvantovými bity (qubity) vykazuje novou úroveň výpočetní síly díky pokročilým operacím, které vstupují do takzvané fáze slabého šumu…Je to důležitý milník v oblasti kvantových výpočtů, protože operace […]
Vědci z Biologického centra Akademie věd ČR společně s portugalskými odborníky odlovili dvě dosud největší ryby, které byly kdy uloveny ve sladkých vodách Portugalska…Jednalo se o sumce velké, z nichž jeden měřil 222 cm a vážil 76,5 kg a druhý měl 228 cm a 91,5 kg. Sumec velký (Silurus glanis) je přitom ve vodách  jižní […]
V Německu otevřeli lunární simulátor za 45 milionů eur, díky kterému budou evropští astronauté testovat vše od 3D tisku obydlí z měsíčního prachu až po pěstování potravin v tamních podmínkách.   Projekt, provozovaný Evropskou kosmickou agenturou (ESA) a Německým střediskem pro letectví a kosmonautiku (DLR), nemá ve světě obdoby –⁠ ani NASA podobné zařízení nevlastní. […]
Vědci z Botanického ústavu AV ČR se podíleli na dvou významných studiích, které byly publikovány v časopisech Science a Science Advances. Tyto studie se zaměřují na vliv atmosférické depozice dusíku na diverzitu bylinného patra lesů v Evropě a Severní Americe. Výsledky výzkumu prokázaly posun rostlinných druhů na západ i pokles diverzity bobovitých rostlin.   Atmosférické […]
reklama
Historie
Hana Benešová pomáhala i pytlem brambor
Seznámili se na podzim 1905 v Paříži. Napřesrok se Eduard s dcerou železničního zřízence Annou zasnoubí. Záhy si oba změní svá křestní jména.   Zatímco Eduard Beneš (1884–1948) sáhne po zvučnějším Edvardovi, z Anny Vlčkové (1885–1974) se na jeho přání stává Hana, aby mu prý nepřipomínala bývalou láskou. V listopadu 1909 mají v Praze skromnou svatbu. […]
Napoleona III. děsil pekelný bastard
„Jaký nesmysl zas po mně bude chtít,“ povzdechne si císař Napoleon III. Právě mu oznámili, že jeho bratranec, hrabě Léon, žádá o přijetí. Tento nemanželský syn slavného Bonaparta nezná míru a nemá zábrany.   Charles Léon (1806–1881) byl prvním synem Napoleona Bonaparta (1769–1821), sice nemanželským, ale osudově důležitým. Stal se pro císaře důkazem, že je […]
Bitva u Montgisardu: Saladina zachránil jen rychlý velbloud
Záplava bojovníků v křižáckých pláštích se znenadání vrhá na překvapené muslimské vojsko. Útok je tak drtivý, že i sám sultán bere nohy na ramena a jen díky rychlému velbloudovi si zachraňuje holý život.   Uplynuly tři roky od chvíle, kdy se kurdský vojenský velitel Saláh ad-Dín Júsuf ibn Ajjúb (asi 1137–1193), známý jako Saladin neboli Zbožný, […]
Nejkrásnější české kašny: Musely se kvůli nim bourat brány?
Dostal zakázku od Českých Budějovic. Hlavní mušli Samsonovy kašny mistr Horn vytesá v kamenolomu u Besednice nedaleko Českého Krumlova. Nádrž má tak velký průměr, že se nevejde ani do jedné z budějovických bran. Radním proto nezbývá než improvizovat…   Kvůli těžbě stříbra má středověká Kutná Hora problém s nedostatkem pitné vody, protože horníci při práci […]
Zajímavosti
Tanzanit: Nejkrásnější modrý kámen
Jak název tohoto kamene napovídá, jeho naleziště leží v africké Tanzanii a je doposud jediným známým zdrojem…Odborníci na drahé kameny tvrdí, že možnost výskytu tanzanitu jinde na světě je velmi nepravděpodobná, nicméně jednoznačně vyloučená také není.   Existuje několik verzí o tom, kdo a kdy poprvé objevil tanzanit. Jedna z nich vypráví o domorodých masajských […]
Užitečný lógr: Hnojí, čistí i předpovídá budoucnost
Ať už jste milovníkem klasického „turka“, nebo kávy překapávané či z presovače, vždy vám zůstane kávová sedlina. Co s ní? Nejjednodušší řešení je ji vyhodit. Ale neukvapujte se! Není to zdaleka jenom odpad, lze ji využít mnoha praktickými způsoby.   Protože káva obsahuje řadu cenných látek, mnoho z jejích živin přechází i do takzvaného lógru. […]
Libeček: Bylinka, která má přivolat lásku
V antice se bez něj neobejdou Řekové ani Římané. Když se pak rozšíří po Evropě, libeček se pěstuje i v klášterních zahradách. Oblíbí si ho nejen léčitelé, ale také kuchaři a v gastronomii si získá stálé místo. A příznivci ezoteriky tvrdí, že vám pomůže do života přivolat lásku i další dobré věci!   Libeček je […]
Hlasitý spánek nás trápí už tisíce let!
Z ložnice starých Egypťanů se ozývá zvuk motorové pily. Kde ji vzali před 3500 lety? Samozřejmě to není pila, to jen muž hrozivě chrápe! Když ženě dojde trpělivost, vyběhne před dům, utrhne větvičku tymiánu a začne s ní mávat své drahé polovičce kolem nosu. Pomůže to?   Z egyptských lékařských papyrů dobře víme, že noční […]
Záhady a napětí
Prokletá vesnice Trasmoz: Řádily v ní čarodějnice?
Plameny rychle stravují připravenou hranici. Ve strašlivých bolestech na ní umírá domnělá čarodějnice. Jde o obyvatelku odbojné španělské vesnice Trasmoz. Podle církevních hodnostářů v ní řádí nekromanti, probíhají satanské obřady i čarodějnické sabaty. Je tomu tak? A je pravda, že obec byla prokleta se souhlasem samotného papeže?   Na vrcholku kopce se tyčí zřícenina hradu a pod […]
Pronásleduje norskou princeznu duch nacistického generála?
Princezna Martha Louise, dcera norského krále Haralda v podcastu Modern Royal šokuje posluchače, když uvede, že ji trápí duch nacistického generála. Prý na ni zírá, kdykoli je v určité místnosti v norském královském paláci. Podle jejího otce jde o Němce Wilhelma Rediesse, který se v oné místnosti zastřelil!   Princezna Martha Louise Norská (*1971) je […]
Bájná říše z italských Alp: Zničil ji „zářící kámen“?
Vrcholky Dolomit jsou svědkem neobvyklé podívané. Dochází zde ke korunovaci. Při ceremoniálu pozvedne král říše Fanis diadém a posadí ho na hlavu své dcery Dolasilly. Blyští se na něm i Raietta, kámen s magickými schopnostmi. Tedy alespoň podle legendy. Může se zakládat na skutečných událostech?   Princezna Dolasilla si nasadí lehkou stříbřitou zbroj. „Nikdy s ní […]
Talentovaný mrzák Héfaistos
Máme-li si představit pohanského boha, většině z nás nejspíš vytane na mysl urostlá a mocná postava hodna svého božského postavení. Héfaistův případ je však něco úplně jiného. A přesto patří mezi nejoslavovanější bohy antického Řecka.   Na to, že zdaleka ne všechny mytologické příběhy jednotlivých bohů jsou božská rodinná idylka, jsme už poměrně zvyklí. Snad […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Uzdravil mé srdce a zachránil život
skutecnepribehy.cz
Uzdravil mé srdce a zachránil život
Před dovolenou jsem se chtěla trochu opálit, tak jsem šla k vodě. Kdyby nebylo pohotového plavčíka, mohla jsem přijít o život. Manželství mých rodičů bylo noční můrou. Z dětství si pamatuji jen jejich neustálé hádky a spory. Máma často obviňovala tátu z nevěry, a jak se ukázalo, měla pravdu. Když mi bylo deset let, už to nevydržel a odešel od nás k milence. Takhle
Dokonalý úkryt
rezidenceonline.cz
Dokonalý úkryt
Dům ze 2. světové války byl zrekonstruován na luxusní sídlo, které má svou vlastní historii a zajímavý příběh… Budovu, která připomíná betonovou krabici a byla navržena tak, aby odolala bombardování, není vůbec jednoduché rekonstruovat. Dům pro jeho charakter a historii nazývají majitelé „bombovým krytem“. Postaven byl na pozemku rodinné farmy poblíž australského města Busselton. V
Květinový chlebíček
panidomu.cz
Květinový chlebíček
Léto se chýlí ke konci, ale růže ještě kvetou, takže toho pojďte využít a udělejte si neobyčejný dortík. Ingredience Na těsto: 200 g másla, 150 g moučkového cukru, 1 sáček vanilkového cukru, 4 vejce, 1 lžička mletého anýzu, 1 lžička kurkumy, 2 lžíce pomerančové šťávy, 50 g kandované pomerančové kůry, 4 kapky pomerančového aroma, špetka
Odchází duše z těla už před smrtí?
enigmaplus.cz
Odchází duše z těla už před smrtí?
V některých případech dochází ke zjevení živých osob ve chvílích, kdy se z nich život pomalu vytrácí. Je možné, že nevědomě vysílají svůj obraz ke svým blízkým, aby se rozloučili? Nebo snad duše opouš
Crazy Horse Paris v Praze. To nejlepší z kabaretu se šampaňským MUMM
iluxus.cz
Crazy Horse Paris v Praze. To nejlepší z kabaretu se šampaňským MUMM
Praha se stala na pár dní Paříží – nebo alespoň palác Žofín, který hostil legendární kabaret Crazy Horse Paris. Představení nabídlo nezapomenutelný zážitek plný vzrušení, elegance, uměleckého kouzla a
Dokonalé francouzské madlenky
tisicereceptu.cz
Dokonalé francouzské madlenky
Voňavé francouzské cukroví, kterým uděláte díru do světa. Suroviny 2 vejce 100 g cukru krystal špetka soli strouhaná kůra citronu 100 g hladké mouky 1/2 sáčku prášku do pečiva 100 g másla
Tajemství Velké trojky: Konec spojenectví – Ukázal Truman Sovětům železnou pěst?
historyplus.cz
Tajemství Velké trojky: Konec spojenectví – Ukázal Truman Sovětům železnou pěst?
Nad městem Nagasaki se tyčí masivní atomový hřib. 9. srpna 1945 Američané na Japonsko shodili již druhou jadernou bombu. Až nyní císařská velmoc kapituluje a druhá světová válka tím dopisuje svůj dlouho očekávaný závěr. S koncem války se však smráká i nad spojenectvím vítězných mocností. Co přesně za rozpadem Velké trojky stálo?   Ještě v
Haru: Robot, který dětem pomáhá zvládat nemocniční léčbu
21stoleti.cz
Haru: Robot, který dětem pomáhá zvládat nemocniční léčbu
Společnost Honda představila robota vybaveného umělou inteligencí, který zlepšuje náladu dětí během dlouhodobé léčby a přináší revoluci do nemocniční péče. [caption id="attachment_84291" align="ali
Francouzská cibulačka
nejsemsama.cz
Francouzská cibulačka
Francouzská cibulačka je lahodná polévka, kterou si zamilujete díky její chuti a vůni. Ingredience: 500 g cibule 1 lžíce másla 1 lžíce oleje 1 l hovězího vývaru 1 lžíce mouky 4 plátky bagety sýr na gratinování sůl pepř Postup: Na másle a oleji osmahněte dozlatova cibuli nakrájenou na silná kolečka. Přidejte hladkou mouku a krátce opražte jako jíšku.
Blahodárné účinky éterických olejů
epochaplus.cz
Blahodárné účinky éterických olejů
Objevte účinky vonných olejů prověřené staletími používání v tradičním léčitelství. Využijete je do aromalampy či difuzéru, jako příměs masážních olejů nebo k voňavé koupeli. Aromaterapie je mnohem více než jen hraní si s krásnými vůněmi. Umožňuje relaxovat, harmonizovat psychiku, podpořit koncentraci, zlepšit náladu, dodat potřebný odpočinek a povzbudit tělo i duši. Ovlivňuje krevní oběh, hormony,
Pawlowská nemohla dýchat! Ještě nemá vyhráno
nasehvezdy.cz
Pawlowská nemohla dýchat! Ještě nemá vyhráno
Zradily ji plíce, Halina Pawlowská (69) přestala dýchat. Po týdnech v nemocnici je sice z nejhoršího venku, ale s následky bojuje i nadále. Tři týdny ležela herečka ze seriálu ZOO na ARO. Což dokaz
Perly Saska
epochanacestach.cz
Perly Saska
Pro mnoho obyvatel je už běžné, že si do sousedního Německa zajedou na nákupy. Další turisté z Čech svou návštěvu Saska omezí jen na vánoční trhy v Drážďanech. Je to ale velká škoda. Samotné Drážďany i jejich okolí nabízejí tolik atraktivních míst, že se určitě vyplatí udělat si v Sasku delší dovolenou. Drážďany mají několik jasných turistických cílů
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