Dalam beberapa tahun terakhir, Kecerdasan Buatan (AI) dan teknologi terkaitnya telah merevolusi biologi dan kedokteran komputasi. Andrea Cavalli, direktur laboratorium Institute for Research in Biomedicine (IRB), menjelaskan bagaimana alat -alat baru ini digunakan dalam penelitian ilmiah di IRB dalam sebuah artikel yang diterbitkan oleh Laregione.
Teknologi pertama yang dirujuk Andrea Cavalli adalah Alphafold, sebuah sistem yang dikembangkan oleh DeepMind yang dapat dengan cepat dan akurat memprediksi struktur protein tiga dimensi, yang memainkan peran penting dalam tubuh kita. Agar hal ini terjadi, urutan asam amino yang membentuk protein harus benar: “Ketika bahkan satu elemen pun tidak pada tempatnya, ia dapat mendistorsi seluruh struktur, yang mengarah pada efek yang berpotensi menghancurkan, seperti yang terlihat pada penyakit genetik neurodegeneratif seperti yang dipahami oleh Parkinson.
Meskipun metode yang ada dapat menjawab pertanyaan ini, Alphafold telah merevolusi lapangan dengan memberikan jawaban dalam kerangka waktu yang secara signifikan lebih pendek. Kemajuan ini membuka bidang penelitian baru, seperti yang dicatat oleh Andrea Cavalli: “Pada bulan September 2023, tim DeepMind menggunakan Alphafold untuk menganalisis efek dari 71 juta mutasi berbahaya dalam protein manusia yang terkait dengan penyakit genetik dan tumor yang langka. Pekerjaan ini telah memetakan penelitian mutasi dan konsekuensi fungsional pada skala besar, menciptakan skala besar, sebuah valuable.
Alphafold juga telah digunakan dalam laboratorium IRB sebagai bagian dari proyek di mana Andrea Cavalli, Concetta Guerra dan Jacopo Sgrignani mengambil bagian: “Kami menggunakan Alphafold untuk mengidentifikasi molekul yang mampu memblokir aktivitas protein WWP2 dengan tujuan yang menggunakan penghentian kanker yang tidak terkendali. Faktor transkripsi 'dimodifikasi' dan hiperaktif, yang juga terlibat dalam tumor dan tidak dapat dipelajari secara efektif menggunakan teknik eksperimental tradisional. ”
Nilai teknologi seperti Alphafold ditekankan oleh fakta bahwa pada tahun 2024, Hadiah Nobel untuk Kimia diberikan kepada Demis Hassabis, John Jumper dan David Baker, pendiri Rosetta, “sebuah algoritma yang didasarkan pada model statistik dan evolusi untuk memprediksi struktur protein” yang dapat dianggap sebagai leluhur.
Teknologi kedua yang disebutkan oleh Andrea Cavalli adalah Model Bahasa Besar (LLM), yang memungkinkan analisis cepat dari sejumlah besar informasi. “Model -model canggih ini telah menunjukkan kemampuan yang mengesankan untuk mempelajari hubungan yang kompleks antara objek dan” alasan “tentang mereka dengan cara -cara kreatif, mirip dengan pemikiran manusia. Dampak dari teknologi ini melampaui bahasa, menemukan aplikasi di berbagai bidang, termasuk biologi. Di laboratorium kami, kami mengeksplorasi bagaimana hal -hal yang dapat menginterpretasikan Antibodi dan Antigen. LLM yang mampu menghasilkan sekuens antibodi sebagai 'kalimat' sebagai respons terhadap 'petunjuk' kami untuk membuat antibodi penetral terhadap protein virus atau mampu memblokir protein kunci pada penyakit autoimun dan onkologis, “jelas direktur laboratorium IRB.
Langkah selanjutnya dalam penelitian melibatkan penggunaan gabungan dari dua teknologi: “Struktur tiga dimensi protein, yang diungkapkan oleh Alphafold, berfungsi sebagai peta fisik fungsi dan interaksi mereka. Sementara itu, urutan protein ini, yang dianalisis dengan model bahasa (LLMS) ini, mengungkap aturan dan makna yang memandu perilaku molekuler yang kompleks. dan pemahaman yang lebih rinci tentang biomolekul dan interaksinya. Selain itu, kedua teknologi membuka jalan menuju kemungkinan menciptakan 'kembar virtual' pasien, di mana efek dari terapi yang berbeda dapat diverifikasi: “pemenuhan visi ini akan mengubah pengobatan yang dipersonalisasi, memungkinkan simulasi terapi canggih, perawatan optimasi dan percepatan penelitian kavlin, mengurangi waktu dan biaya dalam pengembangan obat -obatan” kata dan akselerasi kavlin.
Direktur Laboratorium IRB yang disimpulkan dengan mengingat bahwa ada banyak lembaga keunggulan di wilayah Ticino, seperti Pusat Superkomputer Nasional Swiss (CSCS), yang dilengkapi dengan Infrastruktur Supercomputing Cutting-Edge, Institute Oncologion, “WHO USI (USI), IRB dan Institut Oncology Svizza (Syaliala), IRB dan Institute dari Oncology,” WHO USI), The IRB dan Institute of Oncology Svizzer (USI), IRB dan Institute Oncologion (WHO USI), IRB dan Institute Oncologion (WHO USI), IRB dan Institute OnCologion (ISI), IRB PEKERJAAN DELELA (USI), IRB dan Institute Oncology, Jalan untuk kedokteran prediktif dan personal.
