Nový algoritmus šetrí čas urýchlením detegovania klinických biomarkerov pri diagnostike. Pomôže tak zvýšiť úspešnosť liečby.
Na vývoji softvéru SIMSEF spolupracuje Robin Schmid z Ústavu organickej chémie a biochémie Akadémie vied ČR s kolegami zo skupiny profesora Uweho Karsta z univerzity v nemeckom Münsteri. Zdroj: ÚOCHB AV ČR
Vedci združení v medzinárodnom projekte MZmine pod vedením Robina Schmida a Tomáša Pluskala z Ústavu organickej chémie a biochémie Akadémie vied Českej republiky (ÚOCHB AV ČR) ponúkli svetovej vedeckej komunite softvér, ktorý výrazne urýchľuje a zjednodušuje opis chemických látok v tkanivách. Tento nástroj umožňuje vedcom s istotou identifikovať molekuly a zobrazovať ich prítomnosť v orgánoch.
Nové algoritmy šetria čas strávený v laboratóriu a zároveň sprostredkúvajú podrobné informácie o dejoch prebiehajúcich napríklad v nádoroch alebo zápaloch. Článok o novej metóde vyšiel v prestížnom vedeckom časopise Nature Communications.
Nový softvér SIMSEF
Na vývoji softvéru SIMSEF (spatial ion mobility-scheduled exhaustive fragmentation) spolupracuje Robin Schmid z ÚOCHB s kolegami zo skupiny prof. Uweho Karsta z univerzity v nemeckom Münsteri. Dôležité je aj zapojenie vývojárov najmodernejšieho hmotnostného spektrometra TimsTOF fleX od spoločnosti Bruker Daltonics. Toto sofistikované zariadenie informuje o zložení molekúl pomocou merania pohyblivosti iónov na vysokej úrovni.
Zvýši úspešnosť liečby
„Doteraz mohli vedci pomocou hmotnostného spektrometra zistiť, aký je chemický vzorec sledovanej molekuly, no keď sa potom pozreli do databázy a snažili sa túto látku identifikovať, bolo to veľmi náročné. Vzorka totiž môže obsahovať veľké množstvo rôznych lipidov a ich kombinácií, ktoré sa biologicky často značne líšia. Vďaka novému algoritmu je teraz možné nahliadnuť do vnútra molekuly a zistiť, z čoho sa skladá, a dokonca porovnať obrázky medzi sebou,“ vysvetlil Robin Schmid.
Možno tak získať napríklad aj dosť podstatnú informáciu, že určitá časť mozgu obsahuje odlišný typ lipidu než iná časť daného orgánu, a aj to, že sa konkrétny lipid nevyskytuje v žiadnom inom tkanive.
SIMSEF vznikol v spolupráci s lekárskymi odborníkmi z nemeckých a zo švajčiarskych univerzít. Pre nich je dôležité najmä to, že sa urýchľuje detegovanie klinických biomarkerov pri diagnostike. Skutočnosť, že sa lekári rýchlo dozvedia napríklad to, či ide o lipid, alebo metabolit, ktorý sa nachádza len v nádorovom tkanive, je zásadná pre rozhodovanie o ďalšej liečbe. Do značnej miery to ovplyvňuje jej úspešnosť.
Pozrite si
Softvér urýchli a zlepší prácu
Nový algoritmus je súčasťou otvoreného softvéru MZmine, ktorý od roku 2005 pomáha odborníkom na celom svete analyzovať dáta z hmotnostnej spektrometrie. Dôležitým členom tímu MZmine, hlavným vývojárom algoritmov SIMSEF a prvým autorom práve publikovaného článku v časopise Nature Communications je Steffen Heuckeroth z Ústavu anorganickej a analytickej chémie na univerzite v Münsteri.
„Náš článok neobsahuje žiadny konkrétny objav v oblasti biológie, ale naša metóda, o ktorej informujeme, pomôže mnohým vedcom zlepšiť a urýchliť ich prácu, čo otvára priestor na nové objavy,“ uviedol Heuckeroth.
„Podľa mňa je vždy úžasné, keď ďalším ľuďom umožníme nielen zlepšovať pracovné podmienky na ich výskum, ale aj komunikáciu o ňom s ostatnými vedcami. Vďaka spätnej väzbe zo strany vedeckej komunity v MZmine sa posúvajú i samotné výsledky bádania,“ doplnil Robin Schmid z ÚOCHB.
„O strojovom učení a umelej inteligencii dnes hovoria všetci. Naši kolegovia z tímu Tomáša Pluskala ju už využívajú na riešenie veľmi špecifických problémov vo výskume a klinickej praxi,“ podotkol riaditeľ ÚOCHB Jan Konvalinka.
Tretia generácia MZmine3, o ktorej na jar tohto roka informoval časopis Nature Biotechnology, dokáže spracovať tisíce vzoriek za hodinu. Novovyvinuté algoritmy medzinárodného projektu ďalej rozširujú jeho možnosti vrátane kombinovania dát z analytických a zo zobrazovacích metód, čo zatiaľ žiadny akademický ani komerčný softvér neumožňoval.
Zdroj: TS AV ČR
(zh)
