מגזין הטכניון | סתיו 2019

https://www.nature.com/articles/s41592-018-0214-9 למ אמר: כ מדווח על Nature Methods תב העת אלגוריתם מהפכני המבוסס על ביג דאטה ועל מערכת מחשב לומדת לחיזוי של תוצאות ניסוי בבני אדם על סמך תוצאות ביניים של ניסויים שנעשו בעכברים. המערכת עשויה לצמצם בעתיד את מספר הניסויים בעכברים ולהאיץ את תהליך הפיתוח של טיפולים חדשים ותרופות חדשות. היא פותחה על ידי חוקרים מקבוצת המחקר בראשות פרופ'-משנה שי שן-אור מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט בטכניון עם חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד. את המחקר הובילה הדוקטורנטית רחלי נורמנד. השימוש בעכברי מעבדה למחקר בסיסי ופרה-קליני חיוני לקידום הרפואה ולפיתוח תרופות וטיפולים חדשים. לפיכך הוא רווח מאוד במעבדות מחקר בארץ ובעולם. מחקרים בעכברי-מודל הכרחיים בניסויים שאי אפשר לערוך בבני אדם בשל שיקולים אתיים - לדוגמה, בחקר מחלות ותהליכים פיזיולוגיים במוח, בטחול ובלב ובבדיקת יעילותם של טיפולים חדשים במצבי חולי. למרות השימוש השכיח בעכברי מעבדה, ידוע כיום שאי אפשר לגזור מסקנות ישירות מהניסוי בעכברים להבנת השפעת הטיפול על האדם. זאת בשל ההבדלים הרבים בין שני המינים בפיזיולוגיה, בגנטיקה, בתוחלת החיים ובסביבת המחיה. הכלי שפותח בטכניון מנבא את הרלוונטיות של תוצאות הניסויים המקדימים בעכברים לפיזיולוגיה של האדם, ולכן עשוי להאיץ פיתוח תרופות חדשות ולהפחית באופן דרמטי את עלויות הפיתוח. אחת ההתפתחויות שאפשרו את פריצת הדרך הנוכחית היא נורמה חדשה יחסית: העלאה לאינטרנט של הנתונים הגולמיים של ניסויים מדעיים. שינוי זה, שמקורו בפרויקט הגנום האנושי, הוביל לכך שכיום קיימות מדידות של יותר משני מיליון דוגמאות. רובן נאספו מרקמות של בני אדם חולים ומרקמות חולות של חיות מודל. בכל דוגמה - רכיב מרכזי בייצור mRNA נמדדה רמת הביטוי של ה- חלבונים - של עשרות אלפי גנים בגנום. , מבצעת תרגום FIT המערכת שפיתחו חוקרי הטכניון, חכם יותר של ניסויים שנעשו בעכברים ומאפשרת להסיק מהם את ההשלכות על הפיזיולוגיה האנושית. ניסויים שונים 170 על FIT החוקרים בדקו את ביצועי נמצאה FIT מהמקרים 88%- בעכברים והראו שב רלוונטית לניסוי החדש בעכבר, המערכת אכן מנבאת נכונה את ביטוי הגנים במצבי החולי המקבילים בבני בהסקת המסקנות 50% אדם. מדובר בשיפור של עד מניסוי העכבר לבני אדם. החוקרים בדקו גם באופן מתוצאות ניסוי בעכבר הממדל את FIT ניסיוני חיזוי של צפוי להתבטא ILF 3 חזה כי הגן FIT מחלת המעי קרוהן. בבני אדם אף שאינו מתבטא בעכברים. בניסוי אימות ILF 3 (ולידציה) הראו החוקרים שהתוצר החלבוני של הגן אכן מתבטא בדגימות מעי של חולי קרוהן - תוצאה שלא הייתה ידועה עד כה ולא הייתה מתגלה ללא השימוש במערכת הלומדת. 29 בריאה פרשנות פרופ'-משנה שי שן-אור רחלי נורמנד מערכת מחשב לומדת שפותחה בפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט צפויה להאיץ את פיתוחם של טיפולים רפואיים חדשים רפואה משמאל נראה המצב כיום: הסקת מסקנות ישירה מניסויים בעכברים, בלי התייחסות FIT להבדלים בין המינים; מימין: אלגוריתם לומד, מתוך מאות ניסויים קודמים בבני אדם ועכברים, את היחס בין רמות הביטוי של הגנים בשני המינים ומאפשר הסקת מסקנות מושכלת בכל ניסוי חדש בעכבר