חוקרי סרטן ומומחי מיחשוב פרסמו מחקר המוכיח

IBM

מ-160 שעות ל-10 דקות: השימוש בווטסון יקצר משמעותית את זמן זיהוי השינויים הגנומיים והתאמת הטיפול התרופתי האופטימאלי

מחקר חדש המתפרסם השבוע בעתון המדעי Neurology Genetics, מצביע על פוטנציאל היישום של מערכת Watson for genomics לצורך ניתוח מידע גנטי בתהליך הריצוף של מבנים גנטיים מלאים. ווטסון הינה המערכת הקוגניטיבית המובילה בעולם מבית IBM, המשלבת יכולות מתקדמות של עיבוד מסת נתונים ע"י בינה מלאכותית ולמידת מכונה. המחקר, שנערך בשיתוף פעולה בין חוקרים במרכז חקר הגנום בניו יורק (NYGC) ואוניברסיטת רוקפלר, השווה שורת טכנולוגיות המשמשות כיום לניתוח של מידע גנומי של גידולים סרטניים מסוג glioblastoma – תוך השוואתו לגנום של תאים בריאים.

המחקר להוכחת השימוש בטכנולוגיה, השתמש בגרסת ביתא של מערכת ווטסון לתחום הגנומי, שסייעה בניתוח נתונים שהתקבלו מריצוף מלא של הגנום(whole genome sequencing) של חולי הסרטן. במסגרת המחקר, הצליח ווטסון לזהות שינויים גנומיים רלוונטיים ולהתאים להם טיפול תרופתי, בתוך 10 דקות בלבד – לעומת 160 שעות של עבודה אנושית הנדרשות לצורך הסקת מסקנות דומות.
המחקר הוכיח גם, כי ווטסון לתחום הגנומי זיהה יותר מוטציות המציגות פוטנציאל פעולה קלינית, בהשוואה לסטנדרט הבדיקות הנהוגות כיום, ומתמקדות רק בחלק מהגנים.

ניתוח ריצוף גנטי מציב אתגרי עיבוד כבדים, בשל נפח הנתונים הגנומיים אותם יש לסרוק – והכמויות הצומחות במהירות של מחקרים אודות שינויים גנומיים התורמים להתפתחות גידולים, וטיפולים אפשריים בגידולים אלה. אתגר העיבוד הזה מהווה לעתים קרובות צוואר בקבוק בהתמודדות עם סוגי סרטן קטלניים במיוחד, כמו למשל בגליובלסטומה, שם עומדת תוחלת החיים החציונית על פחות מ- 15 חודשים לאחר האבחון הראשוני.

במסגרת המחקר המתפרסם השבוע, ניתחו חוקרי סרטן ומומחי מחשוב את רצפי ה DNA וה- RNA המלאים של דגימות שנלקחו מגידולים סרטניים – תוך השוואתן ל- DNA מדמו של החולה עצמו, במגמה לזהות שינויים גנומיים שעל בסיסן ניתן לפעול – ותוך השוואת התוצאות לבדיקות שנערכו עד עתה באמצעות כלים הזמינים כבר על בסיס מסחרי, המתמקדים בריצוף סט גנים מצומצם. הניתוח הגנומי המלא בוצע הן על ידי צוות חוקרים בתהליך ידני והן על ידי גרסת הביתא של ווטסון למחקר גנומי.
ד״ר אלינור דהן, חוקרת בצוות הפיתוח של Watson for genomics ב- IBM ישראל: "נכון להיום, המערכת מסוגלת לזהות שינויים גנומיים, להתאים טיפול תרופתי וניסויים קליניים רלוונטיים עבור כל סוגי הסרטן וליישם כלים חישוביים מתקדמים לעיבוד נתונים גנומיים, קליניים ופרמקולוגים. המערכת נמצאת כיום בשימוש במרכזים רפואיים מובילים בארה"ב וכן בברזיל, סין ואירופה".

גרסת הביתא של ווטסון לתחום הגנומי עיבדה נתונים מלמעלה מעשרים מאגרי מידע שונים כולל תקצירים ומאמרים מדעיים מלאים המופיעים ב- PubMed, שהוא מאגר ספרות ביו-רפואית הכולל יותר מ- 27 מיליון פריטים. בעזרת המידע הזה, נערך שיתוף פעולה בין חוקרי מכון הגנום של ניו יורק ו-ווטסון, על מנת לזהות שינויים גנומיים בהם ניתן למקד את הטיפול וכמו כן גם להתאים ניסויים קליניים רלוונטיים לחולה.
מערכת ווטסון לתחום הניתוח הגנטי, שגרסת הביתא שלה שימשה לניסוי שנערך בשנים 2015-2016, זמינה עתה על בסיס מסחרי – הן בשיתוף פעולה עם Quest Diagnostics, ו-Illumina, והן כתוכנה מבוססת ענן לשימוש קלינאים וחוקרים.