AI-modell "Guiyuan" reglerar stamcellers omprogrammering

Westlake University i Kina har, tillsammans med Alibaba Damo Academy, utvecklat en AI-modell vid namn "Guiyuan" som är utformad för att förutsäga stamcellers öde och underlätta deras omprogrammering. Detta genombrott syftar till att lösa den långvariga utmaningen med att kontrollera cellernas komplexa funktion, en process som tidigare krävt omfattande och tidskrävande experiment samt erfarenhetsbaserad bedömning.

Modellen använder en "dubbel modal kodningsstrategi" för att analysera ett stort antal potentiella kombinationer – nästan 4 miljoner – som är kända för att påverka cellutvecklingen. Dessa inkluderar småmolekylära läkemedel och proteinbaserade tillväxtfaktorer. "Guiyuan" syftar till att förutsäga vilka kombinationer som leder till önskade cellutvecklingstillstånd, vilket potentiellt kan förkorta en experimentell process som annars skulle ta år eller årtionden.

Traditionellt har omprogrammering av stamceller, där till exempel hudceller omvandlas till pluripotenta stamceller, varit beroende av personlig erfarenhet och upprepade försök och misstag. Med hjälp av "Guiyuan"-modellen kan forskare få rekommendationer om de mest effektiva kombinationerna och förstå de bakomliggande biologiska mekanismerna. Detta gör processen mer förutsägbar och effektiv.

Forskningsgruppen använde modellen för att framgångsrikt producera högkvalitativa stamceller liknande epiblastceller, som efterliknar naturliga celler i tidiga embryon. Dessa celler är viktiga för att förstå embryonal utveckling och kan ha applikationer inom bland annat cellterapi och vävnadsteknik. Modellen har också börjat användas för andra uppgifter, såsom att producera prekursorceller för dopaminerga neuroner som behövs för behandling av Parkinsons sjukdom.