Öz növbəsində ilk olan süni intellektə (AI) əsaslanan neyron şəbəkəsi xəstə nümunəsindən milyonlarla hüceyrəni sürətlə təhlil edə və şərh edə, toxumadakı molekulyar dəyişiklikləri proqnozlaşdıra bilər. Xərçəng kimi şərtlər üçün fərdi müalicələrin ən təsirli ola biləcəyi yeri potensial olaraq təyin edə bilər.

NicheCompass generativ süni intellektin gücündən istifadə edərək hüceyrə növləri, onların harada tapıldığı və necə ünsiyyət qurduqları haqqında məkan genomik məlumatlarını birləşdirən vizual verilənlər bazası yaradır.

Wellcome Sanger İnstitutunun, Helmholtz Münhendəki Sağlamlıq üzrə Süni İntellekt İnstitutunun, Vürzburq Universitetinin və onların əməkdaşları tərəfindən daha geniş İnsan Hüceyrə Atlası Təşəbbüsünün bir hissəsi olaraq yaradılmış bu, müxtəlif hüceyrə qonşuluqlarını tanımaq və təhlil etmək üçün hüceyrənin sosial şəbəkəsindən bir sıra məlumatları ölçməyə və şərh etməyə qadir olan ilk süni intellekt üsuludur.

Nature Genetics jurnalında dərc edilən yeni məqalə NicheCompass-ı təqdim edir və onun döş və ağciyər xərçəngi xəstələri arasında toxuma dəyişikliklərini necə aşkarlaya biləcəyini təfərrüatlandırır . Tədqiqatçılar NicheCompass-ın süni intellektin gücü ilə müəyyən insanların müalicəyə necə fərqli reaksiya verə biləcəyini bir saat ərzində necə müəyyən edə biləcəyini göstərirlər. Nəhayət, bu, xərçəng kimi şərtlərdə hədəf ola biləcək xüsusi dəyişiklikləri vurğulayaraq fərdiləşdirilmiş terapiya planlarının hazırlanmasına kömək edəcəkdir.

İnsan bədəninin hər bir hüceyrəsi ətraf mühitlə əlaqə qurur və daha geniş qarşılıqlı əlaqə şəbəkəsində iştirak edir. Hüceyrələrin hamısının rabitə şəbəkələrinin bir hissəsi kimi tanınmasına imkan verən xüsusiyyətlər var, məsələn, səthində hansı zülallar var. Oxşar hüceyrələri onların xüsusiyyətləri vasitəsilə birləşdirmək mümkündür.

Təkhüceyrəli və məkan genomik texnologiyaları insan bədəni haqqında anlayışımızda inqilab etdi və müxtəlif toxuma və orqanların çoxsaylı dərin hüceyrə atlaslarının yaradılmasına imkan verdi.

Bu atlaslarda hüceyrə növlərinin çoxluğu , onların harada olması və genetik dəyişikliklərin onların bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsinə necə təsir edə biləcəyi haqqında məlumatlar var. İnsan bədəninin hüceyrə səviyyəsində necə işlədiyini başa düşməklə, o, xəstəliklərdə baş verənlər haqqında anlayışımıza məlumat verə bilər və dərman inkişafı üçün yeni hədəfləri vurğulaya bilər.

Bu atlaslarda hüceyrələrin harada tapıldığı və onların xüsusi məhəllələri və ya şəbəkələri daxilində qarşılıqlı əlaqəsi haqqında məlumat daxil olsa da, bu məhəllələrin miqdarını müəyyən etmək və şərh etmək və hüceyrələrin sosial qarşılıqlı əlaqəsini nəyin idarə etdiyini başa düşmək çətindir.

Sanger İnstitutunun tədqiqatçıları və onların əməkdaşları öz araşdırmalarında hüceyrədən hüceyrəyə rabitəyə əsaslanan dərin öyrənmə süni intellekt modeli olan NicheCompass təqdim edirlər. Bu o deməkdir ki, o, müxtəlif hüceyrələrin öz şəbəkələri vasitəsilə necə ünsiyyət qurduğunu öyrənir və sonra onları oxşar hüceyrə şəbəkələri ilə uyğunlaşdırır, paylaşılan xüsusiyyətlər vasitəsilə toxumalarda qonşular yaradır.

Bundan, NicheCompass məlumatları şərh edə bilər, tədqiqatçılara və klinisyenlərə məlumatlar haqqında suallar verməyə və sağlamlıq vəziyyətini daha yaxşı başa düşməyə imkan verir. Məsələn, “Ağciyər xərçəngi olan xəstələrdə xərçəng hüceyrələri ətraf mühitlə necə əlaqə saxlayır?”

NicheCompass istifadə edərək, tədqiqatçılar ağciyər xərçəngi olan 10 xəstənin məlumatlarını birləşdirdi və fərdlər arasındakı oxşarlıqları və fərqləri görə bildi. Oxşarlıqlar xərçəng haqqında ümumi anlayışımızı məlumatlandırmağa kömək edir, həmçinin yeni müalicələrdə hədəflənmək üçün faydalı ola biləcək hər hansı transkripsiya dəyişikliklərini vurğulayır. Müqayisəli olaraq, fərqlər fərdiləşdirilmiş tibb üçün yeni mümkün yolları vurğulayır.

Əlavə xəstə məlumatları daxil edilə bilər, beləliklə, klinisyenler öz xəstə məlumatlarını daxil edə və bir saat ərzində fərdi vəziyyət haqqında ətraflı məlumat ala və klinik qərarların qəbul edilməsinə kömək edə bilər.

Komanda həmçinin NicheCompass-ı döş xərçəngi toxumasında istifadə edərək, onun müxtəlif xərçəng növləri üzrə effektivliyini göstərib.

Onlar həmçinin bu şəbəkəni 8,4 milyon hüceyrəsi olan siçan beyni məkan atlasına tətbiq etdilər və o, beyin bölmələrini tez və düzgün müəyyən edə və bütün orqanın vizual resursunu yarada bildi. Bu, onun dünya üzrə tədqiqatçılar tərəfindən yaradılan bütün orqanların məkan atlaslarına necə tətbiq oluna biləcəyini nümayiş etdirir.

Helmholtz Munich və Wellcome Sanger İnstitutunun Sağlamlıq üçün Süni İntellekt İnstitutunun ilk müəllifi Sebastian Birk, “İnsan bədəni haqqında çoxlu məlumatlara sahib olmaq, xəstəliyi anlamaq, qarşısını almaq və müalicə etmək üçün yeni yollar tapmaq üçün çox vacibdir. Bununla belə, bizə bu məlumatın təmin edə biləcəyi bütün faydaları əldə etməyə imkan verən vasitələrə də ehtiyacımız var.

“NicheCompass bu sahədə əhəmiyyətli bir sıçrayışdır, süni intellektin gücündən istifadə etməklə, eyni zamanda şərh edilə bilən tədqiqatçılara və klinisyenlərə öz məlumatları haqqında suallar verməyə və xəstəlikləri daha yaxşı başa düşməyə və müalicə etməyə imkan verir.”

Vürzburq Universitetinin həm-baş müəllifi Dr. Carlos Talavera-López dedi: “NicheCompass-dan istifadə edərək, xəstələrdə immun hüceyrələrin ağciyər xərçəngi şişləri ilə qarşılıqlı əlaqəsinə dair fərqləri görə bildik.

“Bu real dünya tətbiqi təkcə xərçəng haqqında ümumi anlayışımıza əlavə edən yeni məlumatları aşkar etməklə yanaşı, xərçəngi immunitet sistemi ilə fərqli şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olan bir xəstəni də vurğuladı.

“Gələcəkdə NicheCompass müəyyən xərçənglərdə immunitet sistemini işə salmağın yeni yollarını kəşf etməyə kömək edə bilər, xəstənin immun sistemini birbaşa xərçəng mexanizmlərini hədəf almağa imkan verən fərdi müalicələr yarada bilər.”

Wellcome Sanger İnstitutunun baş müəllifi Dr. Mohammad Lotfollahi dedi: “İnsanlar tez-tez öz şəbəkələri ilə müxtəlif məlumatlarla ünsiyyət qururlar. Onlar işdən gələn hadisələri və ya tətillərinin şəkillərini paylaşa bilərlər və bunlar fərqli dostlara aid olsa da, hamısı bir fərddə izlənilə bilər.

“Hüceyrə-hüceyrə rabitəsi oxşardır. Hüceyrələr sosial şəbəkələri ilə əlaqə saxlamaq üçün müxtəlif funksiyalardan istifadə edərək, yerli ərazilərində icmalar və ya şəbəkələr yarada bilər.

“NicheCompass, bu şəbəkələri şərh edə bilən və sağlamlıq vəziyyətinin harada və necə başladığını vurğulamaq və onların müəyyən müalicələrə necə cavab verə biləcəyini proqnozlaşdırmaq kimi xəstələrin həyatına birbaşa təsir edə biləcək suallara cavab verə bilən ilk süni intellekt modelidir.”

Daha çox məlumat: S. Birk, et al. Məkanla həll edilmiş omik məlumatlarında hüceyrə nişlərinin kəmiyyət xarakteristikası, Təbiət Genetikası (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02120-6

Jurnal məlumatı: Nature Genetics Wellcome Trust Sanger İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir