Společnost GenBio AI představila systém AIDO Cell, který slouží k simulaci chování lidských buněk. Tato platforma umožňuje výzkumníkům modelovat biologické procesy napříč různými úrovněmi, od DNA přes RNA až po proteiny, a sledovat, jakým způsobem se důsledky zásahů v jedné vrstvě přenášejí do chování celé buňky.
Technické řešení a funkčnost systému
Hlavním prvkem AIDO Cell je architektura založená na modelu světa, která je takzvaně stavová. To znamená, že simulovaná buňka si uchovává informace o předchozích zásazích. V praxi to umožňuje provádět sekvence na sebe navazujících experimentů, aniž by se systém po každém kroku vracel do výchozího stavu. Aktuálně verze 1.0 podporuje buněčné linie K562 používané při výzkumu leukémie a HepG2 využívané při studiu rakoviny jater.
Vývojáři ze společnosti GenBio AI, mezi které patří například laureát Nobelovy ceny za chemii David Baker nebo vědci Emma Lundberg a Ziv Bar-Joseph, publikovali v časopise Nature Medicine vizi rozsáhlejších propojených modelů, které by pokrývaly různé biologické úrovně. Cílem je překonat dosavadní redukcionistický přístup v biologii, kde jsou jednotlivé části buňky studovány odděleně, a vytvořit ucelený systém simulující dynamické biologické procesy.
Význam pro výzkum stárnutí
V oblasti gerontologie je historie buněčných změn klíčovým faktorem. Stárnutí je proces, který se projevuje skrze akumulované změny, nikoliv jako jednorázová událost. Možnost simulovat postupné zásahy a sledovat jejich kumulativní vliv na biologický věk buňky představuje pro výzkumníky nový nástroj. Je však nutné zdůraznit, že predikovaná změna biologického věku v simulaci vyžaduje verifikaci v rámci reálných experimentů, neboť computational modelování zatím nenahrazuje funkční analýzu v laboratorních podmínkách.
Aktuální stav a budoucí využití
Systém byl interně testován na příkladu mechanismu účinku léku imatinib u leukemických buněk, kde simulace odpovídala známým biologickým odpovědím. Autoři projektu upozorňují, že ačkoliv jde o technicky vyspělý nástroj, vývojáři stále čelí výzvám spojeným s kauzalitou, interpretovatelností dat, nejistotou a generalizací výsledků.
Společnost plánuje v průběhu nadcházejícího roku uvolnit pokročilejší verze systému s vyšší přesností. Pro akademickou i komerční sféru je připravován program včasného přístupu, který má umožnit testování platformy v oblastech vývoje léčiv, toxikologie a základního výzkumu chorob. Úspěch tohoto přístupu bude záviset na tom, zda budou predikce vytvořené v digitálním prostředí odpovídat prokazatelným funkčním změnám v reálných biologických systémech.