dentder Waterloo Coop integrieren KI in eine Studie zu Zerebralparese

Zweidentder University of Waterloo, Murto Hilali und Kritika Grover, beide von der Fakultät für Geisteswissenschaften und Genetik, forschten am SickKids-Krankenhaus und nutzten KI-Tools, um genetische Merkmale im Zusammenhang mit Zerebralparese zu untersuchen. Aufgrund ihrer wertvollen Beiträge werden sie als Autoren einer demnächst in Nature Genetics erscheinenden Publikation mit dem Titel „Genetische Züchtungstechniken vor modernen Werkzeugen“ aufgeführt.

Bahnbrechende Studie zu Zerebralparese mit KI und AlphaFold

Der KI-Algorithmus AlphaFold wurde eingesetzt, um Proteine ​​zu untersuchen, deren Gene Mutationen aufweisen, die mit Zerebralparese in Verbindung stehen, und um deren Zusammenhang mit der Erkrankung auf molekularer Ebene zu verstehen. Dieses Projekt verdeutlicht, wie eine digitale Anwendung die Grundlage für die Entdeckung der für eine Erbkrankheit verantwortlichen Gene bilden kann, die aufgrund der Komplexität neurologischer Erkrankungen zuvor nichtdefiwar.

Hriday Hilali, der seit Herbst 2019 Biotechnologie und Wirtschaftswissenschaften studiert, begann seine Präsentation mit der Erläuterung, wie AlphaFold genutzt wurde, um die Struktur der Gene bei dieser Erkrankung darzustellen und den Zusammenhang zwischen diesen Genstrukturen und den Merkmalen der Zerebralparese aufzuzeigen. Sein Betreuer wird die Aufmerksamkeit des Professors für die entscheidenden Mängel sicherlich begrüßen, da er selbst versucht hat, diese in den Vordergrund zu rücken.

Anschließend übernahm Shiwali Grover, einedent mit einem Nebenfach in Informatik, den Platz. Darüber hinaus wurde nach diesem Nachweis das Massenspektrometer eingesetzt, um die Basenpaarung des Gens zu untersuchen, bevor es von AlphaFold, das die genetische Form einer bestimmten Krankheit identifiziert hat, vernachlässigt wurde.

 Darüber hinaus bot das zusätzliche Jahr mehr Raum für die Studie – wir konnten viel mehr testen und haben so schließlich den Machbarkeitsnachweis erbracht: eine KI-Technik, die in der Lage ist, die Datenmenge zu beschleunigen und zu erhöhen, ohne dass es zu Ungleichgewichten kommt.

Auswirkungen auf die zukünftige Gesundheitsversorgung

Der Einsatz von KI in den Genstudien des SickKids-Krankenhauses dürfte das innovativste Beispiel dafür sein, wie Arzneimittelentwicklungsprozesse im Gesundheitswesen zukünftig gestaltet werden sollten. KI-basierte Analysen – wie die Studien von Hitali und Grover zeigen – ermöglichen einen einfachen Laboraufbau, indem sie physikalische Experimente durch Simulationen ersetzen. Ein solcher Ansatz kann nicht nur die Forschungszeit verkürzen, sondern auch das Spektrum wissenschaftlich bewertbarer Bereiche und therapeutischer Entwicklungen erweitern.

Dass sie eine erfolgreiche Kooperationserfahrung gemacht haben, steht außer Frage, wie sich später durch die vorbildliche Anleitung von Dr. Stephen Scherer (Projektleitung) und die Nutzung von Forschung als Instrument der Weiterentwicklung zeigte. Die Wissenschaftler betonen, dass eines der Ziele des Aufrufs zum Handeln darin besteht, das im Unterricht Gelernte in der Praxis anzuwenden und kulturelle Entdeckungen zu ermöglichen. Darüber hinaus skizzieren sie die Bereiche, in denen Beobachtungswissen generiert werden soll.

Wie schon vor Waterloo gehört es zu den Kernkonzepten der Universität, die sich im Laufe der Zeit herausgebildet haben, dass die duale Ausbildung ein etablierter Weg ist, um dendentpraktische Erfahrungen und Netzwerkbrücken in den Bereichen Wissenschaft und Technologie zu ermöglichen.

In diesem Fall ist die Zusammenarbeit zwischendentder Universität Waterloo und dem SickKids Research Institute einer der beiden Schlüsselfaktoren, die zur Lösung des Rätsels um die Zerebralparese beitragen.