La Universidad Médica y Dental de Tokio (TMDU) y Fujitsu Laboratories Limited han anunciado que han conseguido reducir el período de cálculo para el análisis de la red genética del cáncer, con la ayuda de la supercomputadora más rápida del mundo y de una tecnología de inteligencia artificial explicable.
Según ha explicado Fujitsu, cada una de las decenas de trillones de células del cuerpo humano almacena el genoma, el programa de la vida. El cáncer lo define como un grupo extremadamente complejo de células que han sufrido mutaciones y anormalidades en sus genomas. "En investigaciones recientes, el análisis del genoma del cáncer en todos los tipos ha revelado un nuevo mecanismo de carcinogénesis en el que las mutaciones promueven sinérgicamente el desarrollo de la enfermedad. Comprender cómo se desarrollan y adquieren diversidad representa un desafío crítico para los investigadores médicos", advierte la multinacional nipona.
Hasta ahora, incluso las supercomputadoras disponibles en las universidades tardaban meses en extraer las estructuras de red que representaban el comportamiento de los genes que posiblemente estaban relacionados con el estado de enfermedad del cáncer y en predecir su estado. Esto supuso "dificultades" para los investigadores que trabajaban en descubrir nuevos mecanismos de cáncer, ya que "no podían ser comprendidos a nivel genético individual e incorporar estos hallazgos a la investigación".
Tras el hito prometen "seguir arrojando luz" sobre el cáncer
Con este proyecto, TMDU y Fujitsu han completado, en menos de un día, la estimación de la red que representa la relación de influencia entre los genes y la predicción de su relación con la infiltración y la metástasis basada en los genes con grandes probabilidades de estar implicados en el desarrollo del cáncer.
Para ello, han aprovechado la potencia de la supercomputadora más rápida del mundo, Fugaku, desarrollada conjuntamente por RIKEN y la compañía japonesa. Gracias a ella, fueron capaces de extraer una red que representaba las relaciones reguladoras entre los genes de las células cancerosas epiteliales a partir del análisis de datos con 20.000 genes, predecir su relación con la infiltración y la metástasis, utilizando la tecnología Deep Tensor desarrollada por los laboratorios Fujitsu, y presentar modelos de predicción.
Promovido por el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón, este proyecto forma parte del programa de aceleración de logros de la supercomputadora Fugaku, que se puso en marcha en mayo de 2020 y se prolongara hasta marzo de 2023.
En el futuro, la TMDU y Fujitsu Laboratories han asegurado que "seguirán arrojando luz sobre la captura de las causas y la diversidad del cáncer, así como contribuyendo a la mejora de la competitividad industrial acelerando el uso de la supercomputadora Fugaku en el campo de la IA".
En este sentido, ambas entidades también han señalado que aplicarán el análisis de secuencias de alta velocidad de Fugaku y el análisis de redes utilizando la tecnología del Deep Tensor a los datos de observación, incluyendo una enorme cantidad de información genética llamada ARN no codificante, que fue descubierta recientemente.
"Los resultados serán traducidos de manera que puedan ser entendidos por los usuarios con una IA explicable, ayudando a lograr algunas de las investigaciones sobre el cáncer más avanzadas del mundo", aseguran desde Fujitsu.
Los antecedentes de este proyecto
En abril de 2020, la TMDU estableció el Centro de Ciencia de Datos M&D como base para la ciencia de datos en medicina y odontología, con el objetivo de crear uno de los principales centros de ciencia de salud del mundo. Para aplicar los hallazgos del Centro a los ensayos clínicos y desplegarlos en el mundo real, la TMDU planea implementar un sistema que genere conocimientos útiles para la investigación a partir de grandes cantidades de datos utilizando la IA.
En colaboración con Fujitsu Laboratories, la TMDU está recopilando grandes cantidades de datos detallados y exhaustivos, obtenidos mediante la última tecnología de observación y avanzando en el análisis de secuencias de alta velocidad y de redes a través de la tecnología de inteligencia artificial con el superordenador Fugaku.