В Новосибирске создали нейросеть, ускоряющую поиск уязвимостей раковые клетки в 15 раз

Ученые из Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН и Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ) создали нейросеть, которая до 15 раз ускоряет анализ снимков с электронного микроскопа при исследовании меланомы. Разработка призвана помочь в поиске новых уязвимостей опухоли для создания эффективной терапии рака, сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири». Результаты опубликованы в Journal of Imaging.

Исследователи изучили взаимодействие митохондрий (энергетических станций клетки) и эндоплазматического ретикулума (сети каналов, накапливающей кальций). Синхронная работа этих структур критически важна для клеточного обмена сигналами. При нарушении этой связи раковые клетки «забывают» команду к самоуничтожению и начинают бесконтрольно расти. Именно поэтому зоны контакта между этими компонентами ученые считают главной уязвимой точкой, на которую должны воздействовать будущие противораковые лекарства.

Для изучения этих контактов в опухолях ученые используют электронную микроскопию. Однако ручной анализ сотен снимков занимает месяцы. Новая нейросеть сокращает время обработки одного изображения с 20–30 до двух минут. На основе алгоритма создан веб-сервис, где пользователь загружает снимок и получает таблицу с посчитанными данными. Нейросеть автоматически находит на микрофотографиях митохондрии и эндоплазматический ретикулум и определяет зоны их соприкосновения.

Для обучения алгоритма использовали сотни снимков клеток мышиной меланомы. В основе разработки лежат методы компьютерного зрения, одной из главных трудностей стало качество снимков с электронного микроскопа — дефекты, пустоты и нечеткие границы. Пока метод обучен для меланомы, в дальнейшем технологию планируют проверить на других видах опухолей и на тканях человека.