Medical Delta AI for Computational Life Sciences

Nu het steeds beter lukt om de moleculaire gegevens van cellen en weefsels te ontsluiten, schept dat ook direct een nieuwe uitdaging. Want hoe vind je uit die enorme hoeveelheid data de juiste informatie voor onderzoek?

Het wetenschappelijke programma Medical Delta AI for Computational Life Sciences gebruikt AI technieken om biomedische data te ontsluiten, nieuwe kandidaat medicijnen te ontdekken, bijzondere cel afwijkingen of verbanden op te sporen en bruikbare informatie voor onderzoek te vinden. Dit opent nieuwe deuren voor wetenschappelijk onderzoek naar het menselijk lichaam en in het bijzonder de werking en ontwikkeling van nieuwe medicijnen.

De term ‘Computational Life Sciences’ is een combinatie van computer science en life science. Met behulp van AI technieken helpt Computational Life Sciences biologische mechanismen beter te begrijpen en voorspellingen te doen over interacties tussen moleculen en cellen onderling en interacties met medicijnen. Daarmee helpt het gerichter te zoeken naar de moleculen en de genen die interessant zijn voor een bepaald biologisch onderzoek. Het helpt hypotheses scherper te stellen en helpt om op voorhand beter te voorspellen waaruit medicijnen moeten bestaan om goed te werken. Dit opent nieuwe deuren voor onder andere medicijnontwikkeling dat sneller, gerichter en beter kan worden uitgevoerd.

Medical Delta hoogleraar en Scientific Leader prof. dr. ir. Boudewijn Lelieveldt vergelijkt het met het in werking stellen van een nieuwe ruimtetelescoop. “Als het ineens mogelijk wordt om veel verder te kijken dan ooit voor mogelijk werd gehouden, moet je als sterrenkundige goed bedenken waar je de telescoop op wilt richten om niet te verzanden in de oneindige mogelijkheden. Met behulp van AI technieken helpt Computational Life Sciences gericht te zoeken naar de moleculen en de genen die interessant zijn voor een bepaald biologisch onderzoek en medicijnontwikkeling.”  

In het programma werken vooraanstaande wetenschappers op het gebied van bioinformatica, medicijnontwikkeling, AI en computerwetenschappen samen met farmaceutische bedrijven en met clinici aan de onderzoeksprojecten. Naast de ontwikkeling en toepassing van Computational Life Sciences met AI technieken in het algemeen, concentreert het programma zich op twee onderzoekslijnen: antibioticaresistentie van tuberculose en gerichte medicatie voor hersenaandoeningen.

Antibioticaresistentie van tuberculose

Tuberculose is een van de meest dodelijke infectieziekten ter wereld. Elk jaar krijgen tien miljoen mensen de ziekte, waarvan er 1,5 miljoen mensen aan overlijden (bron: RIVM). Een groot probleem bij de bestrijding van deze ziekte is antibioticaresistentie. Medical Delta AI for Computational Life Sciences wil het onderzoek naar antibioticaresistentie helpen met computermodellering en onder meer met algoritmes het effect van bacteriële mutaties vaststellen. Door het mechanisme van antibioticaresistentie beter te begrijpen, hopen de onderzoekers specifieker te kunnen zoeken naar de aspecten die resistentie kunnen ontregelen en daarmee betere kandidaat medicijnen te ontwikkelen.

Gerichte medicatie voor hersenaandoeningen

Bij de ontwikkeling van nieuwe medicijnen voor hersenaandoeningen is het lastig gebleken om gegevens uit proefdieronderzoek één op één door te vertalen naar de effecten van medicijnen voor mensen. Zo verschilt de aansturing van cellen door genen tussen mens en muis. Medical Delta AI for Computational Life Sciences zoekt naar methoden om onderzoeksgegevens zuiver om te zetten, waardoor de ontwikkelfase van medicijnen sneller en beter verloopt.

Samenwerking

Wetenschappers van Universiteit Leiden, het LUMC, Erasmus Universiteit en TU Delft op het gebied van bioinformatics, medicijnontwikkeling, AI en Computational Life Sciences werken in dit programma samen met clinici en farmaceutische bedrijven. Ook wetenschappers van Erasmus MC sluiten aan.