La inteligencia industrial ayuda a identificar células enfermas individuales

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Human Cell Atlas es el atlas de referencia unicelular más grande y en crecimiento del mundo. Contiene referencias de millones de células en tejidos, órganos y etapas de desarrollo. Estas referencias ayudan a los médicos a comprender las influencias del envejecimiento, el medio ambiente y las enfermedades en una célula y, en última instancia, a diagnosticar y tratar mejor a los pacientes. Sin embargo, los atlas de referencia no están exentos de desafíos. Los conjuntos de datos de una sola celda pueden contener errores de medición (efecto de lote), la disponibilidad global de recursos computacionales es limitada y el intercambio de datos brutos a menudo está limitado por ley.

Investigadores de Helmholtz Zentrum München y la Universidad Técnica de Munich (TUM) han desarrollado un nuevo algoritmo llamado «scArches», abreviatura de cirugía de arquitectura unicelular. El mayor beneficio: «En lugar de compartir datos sin procesar entre clínicas o centros de investigación, el algoritmo utiliza el aprendizaje por transferencia para comparar nuevos conjuntos de datos de la genómica de una sola célula con referencias existentes y, por lo tanto, preservar la privacidad y el anonimato. Esto también hace que anotar e interpretar nuevos conjuntos de datos muy fácil y democratiza en gran medida el uso de atlas de referencia unicelulares ”, dice Mohammad Lotfollahi, el científico principal de algoritmos.

Ejemplo de COVID-19

Los investigadores aplicaron scArches para estudiar COVID-19 en varias muestras de bronquios pulmonares. Compararon las células de pacientes con COVID-19 con referencias sanas utilizando transcriptómica unicelular. El algoritmo pudo separar las células enfermas de las referencias y, por lo tanto, permitió al usuario localizar las células que necesitaban tratamiento, tanto para los casos de COVID-19 leves como para los graves. La variación biológica entre pacientes no afectó la calidad del proceso de mapeo.

Fabian Theis: «Nuestra visión es que en el futuro usaremos las referencias de células tan fácilmente como lo hacemos hoy para las referencias genómicas. En otras palabras, si quieres hacer un pastel, normalmente no querrás intentar inventar el tuyo propio. receta; en su lugar, busque una en un libro de cocina. Con scArches, formalizamos y simplificamos este proceso de investigación «.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Helmholtz Zentrum München – Centro de investigación alemán para la salud ambiental. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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