Fujitsu Hungary

A daganatos betegek életminőségének javítása a genomika terén elért áttörő MI-innovációkkal

2022. augusztus 29. - Fujitsu Hungary

1,812 Gene Therapy Stock Photos, Pictures & Royalty-Free Images - iStock

A génterápiás rákgyógyászat vagy precíziós rákgyógyászat célja, hogy a daganatos szövetekben megtalálható genetikai mutációk alapján optimális kezelést biztosítson. Ez a terület magában hordozza a személyre szabott orvosi ellátás ígéretét, amely az adott páciens daganatos megbetegedésére jellemző genomikai információkra épül. Sokan abban reménykednek, hogy ezzel valóra válik a régóta áhított „tökéletes rákkezelés”.
A génterápiás rákgyógyászat jelentős támogatásnak örvend a világ fejlett országaiban. Ugyanakkor továbbra is vannak kihívások: hiány van a fejlett genetikai információkat ismerő szakemberekből, a terápiás szerek kiválasztása pedig nehéz feladat.
„Egészséges életmód” kezdeményezése keretében a Fujitsu olyan világ megteremtésén dolgozik, amely gazdagítja az emberi életminőséget, és segít a maximumot kihozni a benne rejlő lehetőségekből.
Az egyik legfontosabb kezdeményezés ennek jegyében a Fujitsu és a japán Aichi Onkológiai Központ közös projektje. A projekt célja egy olyan, mesterséges intelligencián alapuló technológiai rendszer kifejlesztése klinikai környezetben, amely segíti az orvosokat a gyógyszerválasztásban, kibővítve ezzel a génterápiás rákgyógyászat alkalmazását – és javítva a betegek életminőségét.
Interjút készítettünk a kezdeményezés vezetőivel: Dr. Issei Imotóval, az Aichi Onkológiai Központ és Kutatóintézet igazgatójával és Masaru Fujival, a Fujitsu számítástechnikai laboratóriumának vezetőjével. Elmondták, milyen jelentőséggel bír a projekt a génterápiás rákgyógyászat jövője szempontjából, és ismertették a betegek jóllétével kapcsolatos ambícióikat.

 

Rákgenomika az optimális kezelés szolgálatában

– Először is, mondják el, milyen génterápiás rákgyógyszert fejlesztenek jelenleg klinikai felhasználásra?

Dr. Imoto: A génterápiás rákgyógyászatban először átfogó rákgenomikai profilalkotó vizsgálatot végzünk a páciens daganatos szövete és vére alapján, hogy megvizsgáljuk a betegség kialakulásában szerepet játszó génmutációkat. A génekben talált mutációk alapján megjósolhatjuk a beteg gyógyszerekre adott válaszát és a mellékhatásokat. Ezután megkeressük a Japánban elérhető terápiás hatóanyagokat, hogy megtaláljuk azokat, amelyekről úgy gondoljuk, hatékonyak lehetnek az optimális orvosi ellátáshoz.

Az Aichi Onkológiai Központ a kutatóintézetek és a kórházak közötti együttműködésen keresztül támogatja a világszínvonalú rákkutatást és orvosi ellátást, hogy megvesse a rákgyógyászat következő generációjának alapjait. Az elmúlt években jelentősen előrehaladt a molekulárisan célzott terápiák fejlesztése. És bár ezek a terápiák csak a daganatok növekedésével és áttétképződésével kapcsolatos rákspecifikus fehérjék ellen hatásosak, kevés mellékhatásuk van, és nem károsítják az egészséges sejteket. Jelenleg azonban nincsenek olyan molekulárisan célzott terápiák vagy gyógyszerek, amelyek a daganatokban azonosított összes genetikai mutáció ellen hatnának. Az átfogó rákgenomikai profilalkotó vizsgálatban tesztelt mintegy 300 génből csak körülbelül 20 génre áll rendelkezésre terápiás hatóanyag. Ezért sürgősen szükség van a molekulárisan célzott terápiához szükséges terápiás hatóanyagok kifejlesztésére.

– A terápiás hatóanyagok kifejlesztése mellett milyen egyéb kihívásokkal kell számolniuk?

Dr. Imoto: Számos kihívás van, például a megcélozható gének kis száma és az a tény, hogy a gyógyszerek – a genetikai változások állapotától függően – nem mindig hatásosak. A klinikusok számára kihívást jelent például az az időigényes folyamat, amelynek során a genomikai vizsgálatok eredményei alapján el kell dönteni, melyik terápiás hatóanyagot válasszák. Az orvosoknak rengeteg adatot kell összegyűjteniük és összehasonlítaniuk a kezelésre szánt gyógyszerek hatékonyságáról – és egyetlen orvosnak vagy kutatónak nehéz lenne kimerítően megvizsgálnia a számtalan adatbázist és cikket, mivel naponta frissülnek az új információk. Ez a probléma vezetett el bennünket annak felismerésére, hogy a génterápiás rákgyógyászat előmozdítása érdekében olyan rendszerrel kell támogatni az orvosok munkáját a gyógyszerek kiválasztásában, amely rövid időn belül a lehető legtöbb megbízható információt biztosítja számukra.

Célunk, hogy lerövidítsük a vizsgálatoktól a gyógyszer kiválasztásáig tartó időt, lehetővé téve az orvosok számára, hogy gyorsabban és egyszerűbben kiválasszák a lehetséges gyógyszereket, és megjósolják hatékonyságukat. Az orvosok így több időt tölthetnek az egyes betegekkel, és többféle lehetőséget tudnak majd javasolni, amelyek figyelembe veszik a páciens egyéni életminőségét, beleértve a hatékonyabb terápiás hatóanyagok kiválasztását, a gyógyszerek sorrendjét és a felesleges beavatkozásokat elkerülő kezelési rendet. Ez a génterápiás rákgyógyásztat lényege.

Az orvosokat a terápiaválasztásban segítő két MI-technológia

– Hogyan közelíti meg a Fujitsu a génterápiás rákgyógyászat kihívásait?

Masaru: A Fujitsu 2016-ban kezdte el kutatni a génterápiás orvosláshoz szükséges mesterséges intelligenciát. Azóta a technológia bevezetése érdekében együttműködtünk a Kiotói Egyetemmel és a Tokiói Egyetem Orvostudományi Intézetével, ami lehetővé tette számunkra, hogy fejlett tudáshoz jussunk a terület szakértőitől. A kutatás-fejlesztés révén hozzá szeretnénk járulni az egyén jóllétéhez azáltal, hogy segítjük az orvosokat a betegek genetikai információira épülő kezelés kiválasztásában, ami jelenleg időigényes feladat. Ezért a kutatócsoportom különböző MI-funkciókat fejlesztett ki, egyebek mellett az én szakterületemen, a természetes nyelvi feldolgozási technológia terén.

A technológia társadalmi alkalmazásához szerintünk elengedhetetlen, hogy közösen kutassunk a kezelésben élen járó intézményekkel. 2019-ben közös kutatási projektet indítottunk a japán daganatos betegek ellátásában vezető szerepet játszó Aichi Onkológiai Központtal, hogy a kutatóintézetek és kórházak közötti együttműködés révén elősegítsük a világszínvonalú rákkutatást. Azóta az Aichi Központtal közös kutatást végeztünk az MI gyakorlati alkalmazásáról.

– Ezt az MI-rendszert azért fejlesztették ki, hogy személyre szabott kezelést nyújtson a betegeknek. Konkrétan mit tud elérni a rendszer?

Masaru: A rendszer a vizsgálati adatok – például a beteg daganatos megbetegedésének típusa és genetikai mutációja – bevitelével segít a terápiás hatóanyagok kiválasztásában. A rendszer kezeli a daganattípusoknak, genetikai mutációknak megfelelő gyógyszerinformációkat és a kísérleti adatokat a terápiás hatások értékeléséhez – amelyeket különböző kifejezések és szabályok segítségével tárol több külső adatbázisban. A rendszer az Aichi Onkológiai Központ terápiás gyógyszerkiválasztási szakértelmét és a Fujitsu MI-alapú adatintegrációs technológiáját felhasználva, közös adatformátummal és kifejezésekkel rendelkező tudásgráfba szervezi a gyógyszerinformációkat és a kísérleti adatokat. A tudásgráf egy olyan tudáshálózat, amely szisztematikusan összekapcsolja a különböző típusú információkat, és grafikus struktúrában ábrázolja őket, megkönnyítve az információk relevanciájának megértését. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy leszűkítsük a különböző daganattípusok és a különböző genetikai mutációk ellen hatásosnak vélt terápiás szerek körét az egyes betegeknél.

Ha a rendszert ötvözzük a Fujitsu nyelvi feldolgozást támogató MI-technológiájával, amely a szövegkörnyezetből képes azonosítani a kutatási cikkekben használt kifejezéseket és mondatokat, a tervezett kezelés hatásait értékelő orvosok azonnal felhasználhatják a több mint 1,2 millió orvosi cikkből származó releváns információkat. Az új rendszer nagymértékben csökkenti a háttéradatok kereséséhez szükséges időt, és segít az orvosoknak a különböző bizonyítékok összesítésében és áttekintésében, gyógyszerválasztásuk érvényességének ellenőrzésében, és javítja munkájuk általános hatékonyságát.

Úton egy orvosbarát rendszer kiépítése felé

– E két technológia ötvözésével jobban lehet támogatni az orvosokat. Mire összpontosítottak a fejlesztési folyamat során?

Masaru: Kutatócsoportunk számos fejlesztést hajtott végre a rendszeren, mindvégig szem előtt tartva a megoldás egyszerű használatát az orvosok számára a különféle eljárások során. A siker nagyrészt Dr. Imoto tanácsának köszönhető, miszerint fontos beillesztenünk egy olyan, könnyen használható felületet, amely segíti az orvosokat a rendszer széles körű alkalmazásában – ami aztán a génterápiás rákgyógyászat továbbfejlődéséhez vezet.

– Az Aichi Onkológiai Központban végzett kísérlet során sikerült megerősíteniük, hogy ez a technológia képes olyan gyógyszerjelölteket azonosítani, amelyek várhatóan nyolc különböző genetikai mutáció ellen fejtenek ki terápiás hatást. Önök szerint mennyire jelentős ez a rendszer?

Dr. Imoto: Meggyőződésem, hogy ez hihetetlenül fontos az orvosi terület számára. Az orvosok rövidebb idő alatt tudják kiválasztani a gyógyszerjelölteket és megjósolni a hatékonyságukat. Az orvosbarát rendszer egyben azt is jelenti, hogy az információk gyorsabban visszajutnak a betegekhez. A gyors és pontos döntéshozatal lehetővé teszi a betegek számára, hogy hatékonyabb kezeléseket válasszanak, illetve kiszűrjék a valószínűleg hatástalan kezeléseket. Arra is számíthatunk, hogy ez a rendszer olyan környezetet teremt, amelyben még a fejlett rákgenomika területén kevésbé jártas orvosok is ki tudják választani a terápiás szereket, vagy új kezelési módszert tudnak javasolni a genomikai információk alapján.

A jövőben szeretnénk a meglévő adatbázisokat és cikkinformációkat referenciaként egyedi és megkülönböztető adatokkal kiegészíteni. Az Aichi Onkológiai Központban olyan szövet- és sejttenyésztési modelleket fejlesztettünk ki, amelyekben egyes géneket módosítottunk. Ezekben a kísérleti modellekben ellenőrizhető a terápiás hatóanyagok hatása. Tanulmányozzuk a gyógyszerrezisztenciát is, és összegyűjtjük a legújabb információkat arról, milyen genetikai változások befolyásolják a gyógyszerrezisztenciát. Arra számítunk, hogy ezek révén továbbfejleszthetjük a rendszert.

A jóllét előmozdítása, az együttműködés ereje

 – Milyen kihívásokra számítanak a jövőben a génterápiás rákgyógyászat további fejlődésével?

Dr. Imoto: Az Aichi Központ a kutatóintézetet és a kórházat integráló, átfogó onkológiai létesítmény, amely életszakasztól függetlenül a legjobb betegellátást nyújtja minden daganatos betegnek és családjának – a megelőzéstől a diagnózisig, a kezelésig és azon túl. Reméljük, hogy a kórházon keresztül hozzájárulhatunk a daganatos betegségek kezelésének fejlődéséhez Japánban és világszerte azáltal, hogy elérhetővé tesszük az Aichi Központ korai stádiumú diagnózis, gyógyszeres és immunterápia, valamint a genomikai információkon alapuló megelőzés terén végzett munkájának eredményeit.

Ebben az összefüggésben úgy véljük, hogy az MI-technológia hatékony alkalmazása elő fogja mozdítani a daganatos betegek ellátásának színvonalát, és egyénre szabott, optimális ellátáshoz fog vezetni minden páciensnél. Úgy vélem, hogy a genomikai orvoslásban még sok olyan terület van, amely továbbfejleszthető a Masaru alaptechnológiáival. Ezért szeretném, ha a vállalat aktívan beépítené rendszereibe azokat a technológiai innovációkat, amelyek a génalapú orvoslásra is hatással lesznek.

Masaru: Szeretném felhasználni, és az orvostudományban kamatoztatni MI-technológiai szakértelmemet, egy olyan területen, ahol jelentős mértékben hozzájárulhatok a társadalom jóllétéhez, és segíthetek a betegek kezelésében. Kutatóként fontosnak tartom végiggondolni, mit is szeretnék elérni a jövőben, miközben igyekszem fejleszteni az adott technológiát. Hiszek abban, hogy a technológia fontos szerepet játszhat egy olyan társadalom megteremtésében, amelyben az emberek egészséges, virágzó és élvezetes életet élhetnek.

Szeretnénk teljes mértékben kiépíteni ezt a rendszert, és a lehető legtöbb ember jóllétéhez hozzájárulni azáltal, hogy az információkat hatékonyan integráló, stresszmentes környezetet teremtünk számukra.

Egészséges életmód

A Fujitsu Uvance üzleti márka részeként a vállalat bevezette az „Egészséges életmód” elnevezésű kiemelt területet.

A Fujitsu olyan világ megteremtésén dolgozik, amely gazdagítja az emberi életminőséget, és segít a maximumot kihozni a benne rejlő lehetőségekből.

Bővebben

Dr. Issei Imoto

Az Aichi Onkológiai Központ és Kutatóintézet igazgatója

Dr. Issei Imoto 1987-ben végzett a Kiotói Prefektúra orvosi egyetemén. A humángenom-kutatásba akkor kapcsolódott be, amikor – hét év gasztroenterológusként végzett klinikai és kutatómunka után – a Mayo Klinikán tanult az Egyesült Államokban. 1999 óta a Tokiói Orvosi és Fogorvosi Egyetemen, majd 2010 óta a Tokushimai Egyetemen (professzorként) folytatta kutatásait, 2018 óta pedig az Aichi Központban vesz részt a génterápiás rákgyógyászati munkában. Orvosi diplomája mellett PhD-fokozattal is rendelkezik. 2021 óta tölti be jelenlegi pozícióját. Elnökségi tagja a Japán Humángenetikai Társaságnak (JSHG) és az Örökletes Daganatos Betegségek Japán Onkológiai Társaságának (JSHT).

 

Masaru Fuji

Fujitsu Ltd. számítástechnikai laboratóriumának projektvezetője

A Fujitsuhoz való csatlakozása óta Masaru Fuji a természetes nyelvi feldolgozással, különösen pedig a gépi fordítással kapcsolatos kutatás-fejlesztésben vesz részt – ideértve az ATLAS fordítórendszer fejlesztését. 2014-ben a Nemzeti Infokommunikációs Technológiai Intézethez (NICT) helyezték ki. 2017-ben kezdte el kutatni és fejleszteni a génterápiás gyógyászatot támogató mesterséges intelligenciát az akkori Fujitsu Laboratories Ltd. MI-laboratóriumában, és részt vett a klinikai és genomikai információk integrált adatbázisának megteremtésén dolgozó AMED Program for Integrated Database of Clinical and Genomic Information programban. 2022 óta foglalkozik genomelemzéssel a Fujitsu számítástechnikai laboratóriumában. A mérnöki tudományok doktora (a természetes nyelvfeldolgozás terén), és a Természetes Nyelvfeldolgozási Egyesület igazgatója.

A bejegyzés trackback címe:

https://fujitsuhungary.blog.hu/api/trackback/id/tr9317918767

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.
süti beállítások módosítása