Технологія дослідження клітин від німецьких вчених

5

Нова технологія Moscot, створена вченими в Helmholtz Munich, дозволяє одночасно спостерігати мільйони клітин, що відкриває шлях до нових досліджень органів та захворювань, включаючи діабет. Використовуючи теорію оптимального перенесення та штучний інтелект, Moscot точно відображає клітинні процеси, забезпечуючи прорив у біомедичні.

У Німеччині розробили революційний метод дослідження клітин за допомогою штучного інтелекту

Завдяки новій технології під назвою Moscot вчені тепер можуть одночасно спостерігати за мільйонами клітин, що розвиваються у новий орган, наприклад, у підшлункову залозу. Цей новаторський метод був розроблений міжнародною дослідною групою в центрі біомедичних досліджень Helmholtz Munich. Стаття, що описує метод, опублікована у відомому журналі Nature.

До цих пір біологи мали лише обмежене уявлення про те, як клітини розвиваються у своєму природному середовищі – наприклад, коли вони формують орган у ембріона. «Існуючі методи давали лише знімки кількох клітин. Вчені було неможливо пов’язати динамічні процеси у просторі та часу. Це значно обмежило наше розуміння складних взаємодій під час розвитку органів та патологічних процесів», – пояснює Домінік Кляйн, один із провідних авторів дослідження, доктор наук в Інституті обчислювальної біології у центрі Helmholtz Munichта науковий співробітник Мюнхенського технічного університету.

Moscot відображає розвиток клітин у цілих органах та організмах.

Разом з командою, яку очолює Джованні Палла (Helmholtz Munich), Маріусом Ланге (ETH Zurich), Міхалем Кляйном (Apple) та Зої Піран (Єврейський університет в Єрусалимі), Домінік Кляйн розробив Moscot. Команда використала теорію “оптимального транспортування” 18 століття. Вона описує, як об’єкти можуть найбільше ефективно переміщатися з одного місця в інше, щоб мінімізувати час, енергію або витрати.

Застосування цієї теорії до двох популяцій клітин раніше було обмежено біомедичними даними. Цю перешкоду тепер подолано завдяки здобуткам у галузі штучного інтелекту, на які значний вплив зробив співавтор Марко Кутурі (Apple). «Ми адаптували наші математичні моделі для точного представлення молекулярної інформації та положення клітин в організмі у процесі їх розвитку. Теорія оптимального перенесення допомагає нам зрозуміти, як клітини переміщаються, змінюються і переходять з одного стану до іншого», – каже Кляйн. Тепер це дозволяє спостерігати мільйони клітин одночасно – з точністю, яка раніше була неймовірною.

Читайте також:  Перший позов про авторські права на ІІ в Німеччині відхилено

Moscot дозволяє проводити мультимодальне картування окремих клітин у просторових тканинах та відіграє вирішальну роль у динамічних біологічних процесах. Він об’єднує мільйони клітин із часом, пов’язуючи зміни у генах з рішеннями, прийнятими клітинами.

Впровадження нової технології спрямовано аналіз величезних масивів даних із використанням складних алгоритмів, забезпечуючи у своїй інтуїтивно зрозумілий інтерфейс для біологів. Крім того, Moscot точно фіксує молекулярний стан великої кількості клітин та описує їх розвиток у просторі та часі. Це вперше дає можливість відстежувати і краще розуміти складні клітинні процеси у живих органах і організмах.

Новий погляд на дослідження підшлункової залози та діабету

Moscot дозволив по-новому поглянути на дослідження підшлункової залози: команді вдалося скласти карту розвитку клітин, що продукують гормони, у підшлунковій залозі на основі мультимодальних вимірів. На основі цих результатів, вчені тепер можуть детально проаналізувати механізми, що лежать в основі появи та розвитку діабету.

“Цей новий погляд на клітинні процеси відкриває можливості для цілеспрямованої терапії, спрямованої на усунення першопричин захворювань, а не просто на лікування симптомів”, – каже професор Хайко Лікерт, який очолює Інститут досліджень діабету та регенерації в Мюнхенському університеті центру Helmholtz Munich>.

Поворотний момент у медичних дослідженнях

Фабіан Тайс, директор Інституту обчислювальної біології Мюнхенського університету центру Helmholtz Munich наголошує на важливості нової технології для біомедичних досліджень: «Moscot змінює те, як ми розуміємо і використовуємо біологічні дані. Це дозволяє нам не лише фіксувати динаміку розвитку клітин з безпрецедентною деталізацією, а й робити точні прогнози щодо прогресування захворювань з метою розробки персоналізованих підходів до терапії».

Для Тейса Moscot є яскравим прикладом міждисциплінарного співробітництва: «Успішне поєднання математики та біології у цьому проекті переконливо демонструє, наскільки важливою є співпраця між різними дисциплінами для досягнення справжніх наукових проривів. Завдяки тісній співпраці з командою, яку очолює Хейко Лікерт з Діабетичного центру Helmholtz Munich. Ми змогли підтвердити прогнози Moscot за допомогою лабораторних експериментів».

Читайте також:  На даху промзон встановлять панелі сонячних батарей

ЗАЛИШИТИ КОМЕНТАР

Введіть свій коментар!
Введіть тут своє ім'я