Лайфхак для парней: как добавить 💰 своей девушке? AI предсказывает, как будут жить пациенты с вирусными инфекциями, в том числе COVID-19
Исследователи из Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета использовали алгоритм искусственного интеллекта (ИИ) для анализа терабайтов данных об экспрессии генов — какие гены «включены» или «выключены» во время инфекции — чтобы найти общие закономерности у пациентов с прошлой пандемией. вирусные инфекции, включая SARS, MERS и свиной грипп.
Две контрольные подписи были выявлены в результате исследования, опубликованного 11 июня 2021 года в eBiomedicine . Один, набор из 166 генов , показывает, как иммунная система человека реагирует на вирусные инфекции . Второй набор из 20 сигнатурных генов предсказывает тяжесть заболевания пациента. Например, необходимость госпитализации или использования аппарата искусственной вентиляции легких. Полезность алгоритма была подтверждена с использованием тканей легких, собранных при вскрытии тела умерших пациентов с COVID-19, и животных моделей инфекции .
«Эти вирусные сигнатуры, связанные с пандемией, говорят нам, как иммунная система человека реагирует на вирусную инфекцию и насколько серьезной она может быть, и это дает нам карту для этой и будущих пандемий», — сказал Прадипта Гош, доктор медицины, профессор клеточных и молекулярных медицины в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего и онкологическом центре Мурса.
Гош был одним из руководителей исследования с Дебашисом Саху, доктором философии, доцентом педиатрии в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего и информатики и инженерии в инженерной школе Джейкобса, и Сумитой Дас, доктором философии, доцентом кафедры патологии в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Во время вирусной инфекции иммунная система выделяет в кровь небольшие белки, называемые цитокинами. Эти белки направляют иммунные клетки к месту заражения, чтобы помочь избавиться от инфекции. Однако иногда организм выделяет слишком много цитокинов, создавая неконтролируемую иммунную систему, которая атакует его собственные здоровые ткани. Этот несчастный случай, известный как цитокиновый шторм, считается одной из причин, по которым некоторые инфицированные вирусом пациенты, в том числе больные обычным гриппом, умирают от инфекции, а другие — нет.
Но природа, масштабы и источник фатальных цитокиновых бурь, кто подвергается наибольшему риску и как лучше всего лечить, долгое время оставались неясными.
«Когда началась пандемия COVID-19, я хотел использовать свои знания в области компьютерных наук, чтобы найти что-то общее для всех вирусных пандемий — некую универсальную истину, которую мы могли бы использовать в качестве руководства, пытаясь разобраться в новом вирусе», — сказал Саху сказал. «Этот коронавирус может быть новым для нас, но есть лишь несколько способов, которыми наш организм может реагировать на инфекцию».
Данные, используемые для тестирования и обучения алгоритма, были получены из общедоступных источников данных об экспрессии генов пациентов — все РНК транскрибируются с генов пациентов и обнаруживаются в образцах тканей или крови. Каждый раз, когда появлялся новый набор данных от пациентов с COVID-19, команда тестировала его на своей модели. Каждый раз они видели одни и те же паттерны экспрессии генов.
«Другими словами, это было то, что мы называем проспективным исследованием, в котором участники включались в исследование по мере того, как у них развивалась болезнь, и мы использовали найденные нами генные сигнатуры, чтобы ориентироваться на неизведанной территории совершенно новой болезни», — сказал Саху.
