ECBIG-MOSAIC

Fundamentalnym wyzwaniem stojącym przed współczesną medycyną jest pełne i efektywne wykorzystanie informacji, jakich dostarczają olbrzymie ilości danych biomedycznych i klinicznych. W efekcie postępu technologicznego, jaki dokonał się na przełomie XX i XXI wieku, powstały metody i techniki umożliwiające wnikliwą, wielopoziomową analizę organizmu ludzkiego oraz zachodzących w nim procesów. W przypadku badań biomedycznych szczególnie istotną rolę odegrały wysokoprzepustowe podejścia multiomiczne (genomika, epigenomika, transkryptomika, proteomika oraz metabolomika) oraz bioobrazowanie. Niestety wielu z tych osiągnięć naukowych nie udało się do dziś wdrożyć do medycyny praktycznej. Główną barierą jest brak kompleksowego podejścia, które pozwalałoby z dużych i heterogennych zestawów danych wyekstrahować ich najistotniejsze elementy, a następnie zintegrować je w taki sposób, by tworzyły jeden spójny obraz. Tymczasem jedynie takie podejścia biorące pod uwagę wiele różnorodnych uwarunkowań oraz czynników mogą sprawić, że działania medyczne staną się rzeczywiście spersonalizowane, selektywne i specyficzne.

W tym kontekście, duże nadzieje wiąże się z rozwojem metod opartych na sztucznej inteligencji (SI), które mogą ułatwiać i znacząco przyspieszać analizę złożonych zestawów danych, wychwytywać zależności trudne do uchwycenia gołym okiem, a w kontekście medycznym – może wspomagać podejmowanie decyzji diagnostycznych. Metody SI korzystają bowiem z dużych zbiorów informacji, znacznie przekraczających możliwości analityczne i doświadczenie pojedynczego człowieka.

Podstawowym celem projektu ECBiG-MOSAIC jest zbudowanie platformy, która umożliwi stosowanie sztucznej inteligencji do prowadzenia nowatorskich badań integrujących wielowymiarowe dane biomedyczne i kliniczne dla uzyskania nowej wiedzy i narzędzi na potrzeby powszechnie dostępnej, spersonalizowanej profilaktyki, diagnostyki i terapii medycznej. Nazwa platformy, MOSAIC (ang. MultiOmicS and Artificial Intelligence for Clinical practice, Multiomika oraz Sztuczna Inteligencja na Potrzeby Praktyki Klinicznej), oddaje końcowy efekt jej działania, czyli całościowy obraz funkcjonowania układu biologicznego (komórki, tkanki, organu czy całego organizmu) złożony z wielu, na pierwszy rzut oka niepowiązanych ze sobą elementów.

W krótkiej perspektywie platforma MOSAIC umożliwi wykorzystanie SI do:

– lepszego poznania patomechanizmów wybranych chorób, identyfikacji specyficznych dla nich biomarkerów oraz opracowania nowych strategii terapeutycznych;

– stworzenia zaawansowanych algorytmów wspomagających decyzje dotyczące diagnostyki i terapii chorych.

W dłuższej perspektywie naszym celem badawczym jest wykorzystanie SI do stworzenia warunków umożliwiających wprowadzenie w Polsce tzw. medycyny interceptywnej (ang. interceptive medicine). W odróżnieniu od stosowanych dotąd podejść, medycyna interceptywna nie skupia się na identyfikacji symptomów istniejącej już choroby i usuwaniu jej skutków, lecz na identyfikacji wczesnych zmian molekularnych zwiastujących możliwość pojawienia się choroby oraz na podejmowaniu działań zapobiegających powstaniu stanu patologicznego.

Platforma MOSAIC otworzy drogę do praktycznego zastosowania najnowszych zdobyczy nauki w medycynie poprzez wsparcie profilaktyki, diagnostyki oraz terapii chorób cywilizacyjnych. Jej bezpośrednimi użytkownikami będą: ośrodki naukowo-badawcze, jednostki ochrony zdrowia, firmy biotechnologiczne, farmaceutyczne i biomedyczne, organizacje pozarządowe oraz stowarzyszenia pacjentów zainteresowane korzystaniem z zasobów, a pośrednimi – całe społeczeństwo. Realizacja projektu stworzy całkowicie nowe możliwości rozpoznawania i badania czynników przyczyniających się do rozwoju chorób cywilizacyjnych, identyfikacji grup wysokiego ryzyka oraz tworzenia nowoczesnych i powszechnie dostępnych metod wczesnej diagnostyki oraz skutecznej profilaktyki.

1. ICHB PAN
2. PCSS
3. Politechnika Poznańska
4. Narodowy Instytut Kardiologii im. Stefana kardynała Wyszyńskiego Państwowy Instytut Badawczy
5. Narodowy Instytut Onkologii im. Marii Skłodowskiej-Curie Państwowy Instytut Badawczy oddział w Gliwicach