Domů     Medicína
Přínosy umělé inteligence: Algoritmy vědcům pomáhají urychlovat vývoj protinádorových léčiv
Jan Zelenka 18.5.2023

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.

Prof. Jan Kybic, Foto: Petr Neugebauer

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). .

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

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.

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

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.

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
Medicína Zajímavosti 13.11.2026
Křupavé, příjemně kyselé a připravené z několika obyčejných surovin. Domácí kysané zelí patří k tradicím, které mají co nabídnout i dnešní kuchyni. Vedle vlákniny a látek obsažených v čerstvé zelenině přináší také produkty mléčného kvašení a v tepelně neošetřené podobě i živé bakterie. Eliška Kováříková z odboru potravinářství Národního centra zemědělského a potravinářského výzkumu (CARC) […]
Medicína 11.11.2026
Drobné plastové částice dnes všichni vdechujeme se vzduchem a vědci je nacházejí přímo v lidských plicích. Nejnovější evropské výzkumy ukazují, že pacienti s rakovinou plic mají v plicních tkáních vyšší množství mikroplastů než zdraví lidé. Může se jednat o příčinu nádorového onemocnění? Výzkumné týmy prezentující své výsledky na kongresu Evropské respirační společnosti (ERS) v Barceloně […]
Je to možná drobnost, která ovšem dokáže vyvolat docela vášnivé debaty. Je pro mužské zdraví lepší při močení stát, nebo sedět? Kolumbijští vědci se rozhodli hledat odpověď experimentálně. A ukázalo se, že zdraví muži si s výběrem polohy nemusí příliš lámat hlavu. Výzkumníci z Colombian Urology Research Group zapojili 52 zdravých dobrovolníků ve věku 18 […]
Medicína 29.10.2026
Moderní doba lidskému tělu mnohé ulehčuje, také jej ale vystavuje zcela novým druhům zátěže. Mezi nejvíc zkoušené části patří šíjové svaly. Potíže s krční páteří běžně řeší už dvacátníci a opětovné bolesti hlavy zná až 90 procent dospělých Čechů. Prevence přitom není složitá – klíčové je narovnat se. Hlavním úkolem šíjových svalů je stabilizace a […]
Medicína Zajímavosti 27.10.2026
Zubní implantáty se během posledních 20 let staly základním stavebním kamenem dentální medicíny a dokáži nahradit poškozené zuby téměř dokonale. Lidé tak již nemusí být odkázání pouze na nepohodlné zubní náhrady nebo komplikované můstky s omezenou životností. Až 20 % pacientů se zubním implantátem se však během následujících let potýká s obtížně léčitelnou periimplantitidou. Vědci […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Smolný den: Čtyři tragédie zrovna na pátek třináctého
epochaplus.cz
Smolný den: Čtyři tragédie zrovna na pátek třináctého
Jaký tropický cyklón si vezme nejvíc životů? Bezkonkurenčně Bhola. Jméno dostane po největším z bangladéšských ostrovů. Zformuje se 8. listopadu roku 1970 nad Bengálským zálivem a vydá se zdrtit Východní Pákistán (dnešní Bangladéš) i část Indie. Zabíjí i na pátek 13. EpochaPlus.cz vám přináší sérii tragických událostí, které jen přilily do kotlíků pověr o neštěstí
Polští odbojáři se mstili za vězně z Pawiaku
historyplus.cz
Polští odbojáři se mstili za vězně z Pawiaku
Pawiak pomstíme! Právě tento nápis zaplaví ke konci roku 1942 varšavské ulice. Polští odbojáři už mají plné zuby toho, jak nacisté zacházejí s vězni v místním žaláři, a rozhodnou se okupantům pustit žilou. Vyšlápnou si na obyčejné bachaře i na tu nejodpornější nacistickou „svini“!   Stavět se začíná v roce 1830 a dokončena je o šest let
LITOMĚŘICKÝ ADVENTNÍ JARMARK
epochanacestach.cz
LITOMĚŘICKÝ ADVENTNÍ JARMARK
Hrad v Litoměřicích připravil den plný vánoční inspirace, tradičních řemeslných výrobků, originálních dekorací a drobných dárků pro vaše blízké. Chybět nebudou ani pekařské a cukrářské dobroty, voňavé pochutiny a pestrý doprovodný program. Na své si přijdou také děti, pro které budou připraveny tvořivé dílničky s vánoční tématikou a setkání se živými zvířátky. Můžete se přihlásit
Vrah David Berkowitz: Prý zabíjel kvůli démonickému psovi!
enigmaplus.cz
Vrah David Berkowitz: Prý zabíjel kvůli démonickému psovi!
New York ochromí série brutálních útoků a policie dlouhé měsíce marně pátrá po jejich pachateli. Když je David Berkowitz konečně dopaden, přijde s děsivým vysvětlením. Vraždit mu prý přikazoval dé
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
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