আবহাওয়ার পূর্বাভাস মডেলগুলির মতো একই শিরাতে যা উন্নয়নশীল ঝড়ের পূর্বাভাস দেয়, গবেষকরা এখন সময়ের সাথে সাথে টিস্যুগুলিতে কোষের ক্রিয়াকলাপের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করেছেন। নতুন সফ্টওয়্যারটি জিনোমিক্স প্রযুক্তিগুলিকে গণনার মডেলিংয়ের সাথে একত্রিত করে আচরণের কোষের পরিবর্তনের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য যেমন কোষগুলির মধ্যে যোগাযোগ যা ক্যান্সারের কোষগুলির বিকাশ ঘটাতে পারে।
ইউনিভার্সিটি অফ মেরিল্যান্ড স্কুল অফ মেডিসিনের (ইউএমএসওএম) ইনস্টিটিউট ফর জিনোম সায়েন্সেস (আইজিএস) এর গবেষকরা জার্নালে 25 জুলাই অনলাইনে প্রকাশিত এই সমীক্ষা সহ-নেতৃত্বাধীন এই গবেষণা সেল। এটি বেঞ্চ এবং ক্লিনিকাল টিম সায়েন্স গবেষকদের মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ সহযোগিতার সাথে সফ্টওয়্যার বিকাশের ইন্টারফেসে বহু-বছরের, মাল্টি-ল্যাব প্রকল্পের ফলাফল। এই গবেষণাটি শেষ পর্যন্ত কম্পিউটার প্রোগ্রামগুলির দিকে নিয়ে যেতে পারে যা রোগীদের মূলত “ডিজিটাল টুইন” তৈরি করে ক্যান্সার রোগীদের জন্য সর্বোত্তম চিকিত্সা নির্ধারণে সহায়তা করতে পারে।
“যদিও স্ট্যান্ডার্ড বায়োমেডিকাল গবেষণা জিনোমিক্স প্রযুক্তির সাথে সেলুলার ইকোসিস্টেমগুলিকে চিহ্নিত করার ক্ষেত্রে অপরিসীম অগ্রগতি অর্জন করেছে, ফলাফলটি এখনও সময়মতো একটি একক স্ন্যাপশট-ক্যান্সারের মতো রোগগুলি কীভাবে কোষগুলির মধ্যে যোগাযোগ থেকে উদ্ভূত হতে পারে তা দেখানোর পরিবর্তে,” জিনেট জনসন, পিএইচডি, ইনস্টিটিউটের পোস্টডোক সহকর্মী জিনেট জনসন বলেছেন, ইউএনএম স্কায়েন্সের জন্য ইনস্টিটিউটের পোস্টডোক সহকর্মী (। “ক্যান্সার প্রতিরোধ ব্যবস্থা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত বা সক্ষম করা হয়, যা অত্যন্ত ব্যক্তিগতকৃত; এই জটিলতা মানব ক্যান্সারের ডেটা থেকে একটি নির্দিষ্ট রোগীর কাছে ভবিষ্যদ্বাণী করা কঠিন করে তোলে।”
এই গবেষণাটি কী অনন্য করে তোলে তা হ’ল একটি সরল ভাষায় “হাইপোথিসিস ব্যাকরণ” ব্যবহার যা জৈবিক সিস্টেম এবং গণনার মডেলগুলির মধ্যে একটি সেতু হিসাবে সাধারণ ভাষা ব্যবহার করে এবং কোষগুলি কীভাবে টিস্যুতে কাজ করে তা অনুকরণ করে।
ইন্ডিয়ানা বিশ্ববিদ্যালয়ের ইন্টেলিজেন্স সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অধ্যাপক পল ম্যাকলিন, কোষের আচরণ বর্ণনা করার জন্য ব্যাকরণ বিকাশকারী গবেষকদের একটি দলকে নেতৃত্ব দিয়েছেন। এই ব্যাকরণ বিজ্ঞানীদের মাল্টিসেলুলার জৈবিক সিস্টেমগুলির ডিজিটাল উপস্থাপনা তৈরি করতে সাধারণ ইংরেজি ভাষার বাক্যগুলি ব্যবহার করতে এবং দলটিকে ক্যান্সারের মতো জটিল হিসাবে রোগের জন্য গণনামূলক মডেলগুলি বিকাশ করতে সক্ষম করে।
“এই নতুন ‘ব্যাকরণ’ জীববিজ্ঞান এবং কোডের মধ্যে যোগাযোগকে সক্ষম করে, এটি বিভিন্ন শাখার বিজ্ঞানীদের মধ্যে তাদের গবেষণায় এই মডেলিংয়ের দৃষ্টান্তটি উত্তোলনের জন্যও সক্ষম করে,” আইজিএসের একজন বিজ্ঞানী ড্যানিয়েল বার্গম্যান এবং ইউএমএসওএম-এর ফার্মাকোলজি এবং ফিজিওলজি সহকারী অধ্যাপক ডঃ জনসনের সহকারী অধ্যাপক ড্যানিয়েল বার্গম্যান বলেছেন।
ডাঃ বার্গম্যান এবং তার সহকর্মীরা আইজিএসে এর পরে এই ব্যাকরণকে প্রকৃত রোগীর নমুনাগুলির জিনোমিক ডেটাগুলির সাথে একত্রিত করেছিলেন স্তন এবং অগ্ন্যাশয় ক্যান্সার অধ্যয়নের জন্য, স্থানিক ট্রান্সক্রিপ্টমিক্সের মতো প্রযুক্তির সাথে।
স্তন ক্যান্সারে, আইজিএস টিম এমন একটি প্রভাবের মডেল করেছে যেখানে প্রতিরোধ ব্যবস্থা টিউমার কোষের বৃদ্ধি কমাতে পারে না এবং পরিবর্তে আক্রমণ এবং ক্যান্সার ছড়িয়ে দেয়। তারা অগ্ন্যাশয় ক্যান্সারের একটি বাস্তব-বিশ্বের ইমিউনোথেরাপি ক্লিনিকাল ট্রায়াল অনুকরণ করতে এই গণ্য মডেলিং কাঠামোটি রূপান্তর করেছে।
অগ্ন্যাশয় ক্যান্সারের চিকিত্সাবিহীন টিস্যু নমুনাগুলি থেকে জিনোমিক্স ডেটা ব্যবহার করে, মডেলটি ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল যে প্রতিটি ভার্চুয়াল “রোগী” ইমিউনোথেরাপির চিকিত্সার ক্ষেত্রে আলাদা প্রতিক্রিয়া ছিল – নির্ভুলতা অনকোলজির জন্য সেলুলার বাস্তুতন্ত্রের গুরুত্ব প্রদর্শন করে। উদাহরণস্বরূপ, অগ্ন্যাশয় ক্যান্সারটি চিকিত্সা করা একটি কঠিন ক্যান্সার, কারণ এটি প্রায়শই ফাইব্রোব্লাস্ট নামক অ-ক্যান্সারযুক্ত কোষগুলির ঘন কাঠামো দ্বারা বেষ্টিত থাকে। টিম টিউমার কোষগুলির সাথে ফাইব্রোব্লাস্টগুলি যেভাবে যোগাযোগ করে তা আরও প্রদর্শনের জন্য দলটি নতুন স্থানিক জিনোমিক্স প্রযুক্তি ব্যবহার করেছে। প্রোগ্রামটি বিজ্ঞানীদের সত্যিকারের রোগীর টিস্যু থেকে আক্রমণ করার জন্য অগ্ন্যাশয় টিউমারগুলির বৃদ্ধি এবং অগ্রগতি অনুসরণ করার অনুমতি দেয়।
ডাঃ জনসন বলেছেন, “এই মডেলগুলিকে আমার কাছে ইমিউনোলজি অধ্যয়নকারী কেউ হিসাবে এত উত্তেজনাপূর্ণ করে তোলে তা হ’ল তাদেরকে ল্যাবরেটরি এবং মানব জিনোমিক্স উভয় ডেটা ব্যবহার করে অবহিত করা, সূচনা করা এবং নির্মিত হতে পারে,” ডাঃ জনসন বলেছিলেন। “ইমিউন সেলগুলি আশ্চর্যজনক এবং আচরণের নিয়মগুলি অনুসরণ করে যা এই মডেলগুলির মধ্যে একটিতে প্রোগ্রাম করা যেতে পারে So
“মেরিল্যান্ড বিশ্ববিদ্যালয়, কলেজ পার্কে কম্পিউটারে আবহাওয়ার ভবিষ্যদ্বাণী সম্পর্কে আমার প্রশিক্ষণ থেকে আমার স্থানান্তরিত হওয়ার পর থেকে আমি বিশ্বাস করেছি যে আমরা ক্যান্সারে ভবিষ্যদ্বাণীমূলক মডেলগুলি তৈরি করার জন্য জৈবিক সিস্টেমগুলিতে কাজ করার জন্য একই নীতিগুলি প্রয়োগ করতে পারি। আমি এখনও জীববিজ্ঞানের কতগুলি বিধি দ্বারা আমরা জানি না,” আইজিএস -এর ডিরেক্টর এবং ডিরেক্টর ডিরেক্টর এর ডিরেক্টর এলানা জে ফারগ বলেছেন, ” ইউএমএসওএম এবং গবেষণায় একজন প্রধান লেখক। “জিনোমিক্স প্রযুক্তির সাথে এই পদ্ধতির মানিয়ে নেওয়া আমাদের একটি ভার্চুয়াল সেল ল্যাবরেটরি দেয় যাতে আমরা সেলুলার বিধিগুলির প্রভাবগুলি সম্পূর্ণরূপে পরীক্ষা করার জন্য পরীক্ষা -নিরীক্ষা করতে পারি সিলিকোতে“”
ডাঃ ফারটিগ জনস হপকিন্স বিশ্ববিদ্যালয় এবং ওরেগন স্বাস্থ্য বিজ্ঞান বিশ্ববিদ্যালয়ের ক্লিনিকাল সহযোগীদের কাছ থেকে আসা গণ্য মডেলগুলির অতিরিক্ত বৈধতা সহ গবেষণাটিকে “টিম সায়েন্সের একটি টেপস্ট্রি” বলেছেন। ক্যান্সার রিসার্চ ফর ন্যাশনাল ফাউন্ডেশন প্রকল্পটির অর্থায়ন করেছে।
নতুন ব্যাকরণ ওপেন সোর্স যাতে সমস্ত বিজ্ঞানীরা এটি থেকে উপকৃত হতে পারেন। “এই সরঞ্জামটিকে বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ের কাছে অ্যাক্সেসযোগ্য করে তুলে আমরা এই জাতীয় মডেলগুলিকে মানিক করার জন্য এবং তাদের সাধারণত গ্রহণযোগ্য করে তুলতে একটি পথ সরবরাহ করছি,” ডাঃ বার্গম্যান বলেছেন। এই সাধারণীকরণযোগ্যতাটি প্রদর্শনের জন্য, জেনেভিউ স্টেইন-ওব্রায়েন, পিএইচডি, টের্কোভিটস ফ্যামিলি রাইজিং প্রফেসর প্রফেসর অফ নিউরোসায়েন্স অ্যান্ড নিউরোলজির জনস হপকিন্স স্কুল অফ মেডিসিন (জেএইচএসওএম) গবেষকদের এই পদ্ধতির ব্যবহার করে একটি স্নায়ুবিজ্ঞানের উদাহরণে এই পদ্ধতিতে এই প্রোগ্রামটি মস্তিষ্কের বিকাশের সাথে স্তরগুলির সৃষ্টিকে অনুকরণ করে।
“আইজিএসের এই কাজের সাথে, আমাদের জৈবিক গবেষণার জন্য একটি নতুন কাঠামো রয়েছে যেহেতু গবেষকরা এখন তাদের বেঞ্চ পরীক্ষাগুলি এবং ক্লিনিকাল ট্রায়ালগুলির কম্পিউটারাইজড সিমুলেশন তৈরি করতে পারেন এবং এমনকি রোগীদের উপর চিকিত্সার প্রভাবগুলির পূর্বাভাস দেওয়া শুরু করতে পারেন,” মার্ক টি। গ্ল্যাডউইন, এমডি, মেরিল্যান্ড, বাল্টিমোরের ভাইস প্রেসিডেন্ট, বাল্টিমোরের ভাইস প্রেসিডেন্ট, এবং জন জেডএইউইউইউইউইউইউইউইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউইউডিইউইউইউডিইউইউইউইউডিড। “ক্যান্সার এবং এর বাইরেও ডিজিটাল যমজ এবং ভার্চুয়াল ক্লিনিকাল ট্রায়ালগুলি সক্ষম করার জন্য এটিতে গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। আমরা ক্লিনিকে ক্যান্সারের এই গণ্য মডেলিংকে বাড়ানোর ভবিষ্যতের কাজের প্রত্যাশায় রয়েছি।”
এই সমীক্ষায় সিনিয়র লেখকদের দলটির মধ্যে রয়েছে, পল ম্যাকলিন, পিএইচডি, স্নাতক শিক্ষার সহযোগী ডিন এবং ইন্ডিয়ানা স্কুল অফ ইনফরম্যাটিকস, ইন্ডিয়ানা বিশ্ববিদ্যালয়ের কম্পিউটিং এবং ইঞ্জিনিয়ারিং ইন্ডিয়ানা স্কুল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ইন্টেলিজেন্ট সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের অধ্যাপক, জেনেভিউ স্টেইন-ও’ব্রায়েন, ব্লুম এবং হপস ডাঃ ওপেন্টে বিভাগের বিভাগের (স্ট্যাক) ক্যান্সার রিসার্চ কনসোর্টিয়ামের জাতীয় ক্যান্সার ইনস্টিটিউট (এনসিআই) ইনফরম্যাটিকস প্রযুক্তির মাধ্যমে স্বয়ংক্রিয় মডেল গঠনের জন্য জিনোমিক্স ডেটাগুলির সাথে এর সংহতকরণ প্রসারিত করুন, যারা এই গবেষণার জন্য অর্থায়ন করেছিলেন। এই অধ্যয়নের অতিরিক্ত মানদণ্ড এবং স্তন এবং অগ্ন্যাশয় ক্যান্সারের সফ্টওয়্যারটির প্রয়োগগুলি অসংখ্য এনসিআই অনুদান, জেইন কোসকিনাস টেড জিওভানিস ফাউন্ডেশন, ক্যান্সার রিসার্চ জাতীয় ফাউন্ডেশন, মেরিল্যান্ডের রাজ্য থেকে সিগারেট পুনরুদ্ধার তহবিল প্রোগ্রাম এবং লাস্টগার্টেন ফাউন্ডেশন থেকে সমর্থিত।