AIツールと連携が精密医療を前進させる

イェール大学の研究者らは、個別化医療のための新しい人工知能ツールを開発した。一方、リバプール大学は、ボストンに本拠を置くバイオテクノロジー企業BPGbioと提携し、AI主導の創薬と精密医療を加速させることになった。

イェール大学では、大学の研究室の2人の研究者がNCSA Deltaスーパーコンピューターを使用して、個人の遺伝的変異を考慮したツールを構築した。そのうちの1つである遺伝子言語モデルUKBioBERTは、UKバイオバンクの約30万人分の実際の遺伝子変異を用いて事前学習された。研究者らは、UKBioBERTを最先端のアーキテクチャと組み合わせることで、UKBioFormerとUKBioZoiを開発し、個人間または遺伝子間の遺伝子発現予測を改善した。これらのモデルは、特に癌、糖尿病、アルツハイマー病、自己免疫疾患など、遺伝子発現の微妙な変化によって引き起こされる疾患について、個々の遺伝子が疾患リスクや薬物応答にどのように影響するかを医師が理解するのに役立つよう設計されている。この研究はnpj Artificial Intelligenceに掲載された。研究者らはNCSAのリソースを利用することで、300遺伝子からなるモデルのトレーニング時間を1か月以上から10日に短縮した。

同じ研究室の博士課程3年生は、STORM（Spatial Temporal multi-Omics Representation Model）と呼ばれる別のツールも開発した。これは、グラフニューラルネットワークを使用して、空間的な位置、時間、複数種類の遺伝子データを1つのビューに統合するものである。このツールは、組織内の発生過程の軌跡を明らかにすることを目的としており、標的を絞ったスクリーニングや早期介入を可能にし、ヒトアトラスデータへの応用が期待されている。

別途、リバプール大学とBPGbioは、AIを活用した創薬を加速するための提携を発表した。この提携は、リバプール大学のCivic HealthTech Innovation Zone（CHI-Zone）プログラムを通じて進められ、2024年10月にリバプール市地域がボストンに行った商務ミッション中の会合から生まれたものである。このプロジェクトでは、医療画像、検査結果、遺伝子やタンパク質に関する生物学的情報など、大規模な医療データを高度なAI技術で分析し、疾患プロセスにおける因果関係を解明することを目指す。

BPGbioは、この提携を通じて、同社のベイズAIプラットフォームNAiを拡張する。このプラットフォームは疾患の根本的なドライバーを特定するように設計されており、今回の提携は、その速度、拡張性、創薬や精密医療への応用を高めることを目的としている。BPGbioの社長兼CEOによると、NAiはこれまでに、実行可能な創薬標的の発見や、腫瘍学、ミトコンドリア病、神経学における新治療法の推進にすでに貢献している。このプロジェクトには、公衆衛生データサイエンス、ベイズ推定、プロテオミクス、AIトランスレーションの専門家を含む学際的な研究者チームが参加する。

今回の提携により、地域の雇用創出と、世界のヘルステック分野におけるリバプールの地位強化が期待される。CHI-Zoneは、政府の国家投資ゾーンプログラムの一部であるリバプール市地域ライフサイエンスイノベーションゾーンプログラムから資金提供を受けている。