Научници од Универзитетот во Калифорнија, Сан Диего, развија два пристапа за создавање виртуелни клетки – дигитални модели што го имитираат однесувањето на живите клетки. Технологијата би можела да помогне во побрзо тестирање на терапии за рак, дијабетес, Алцхајмерова болест и митохондријални нарушувања кај деца.
Истражувачите се фокусирале на митохондриите, органели што ги претвораат хранливите материи во енергија. Наместо да ги набљудуваат како неподвижни структури во рамни слики, тие користеле 4D микроскопија со светлосен лист за да го следат нивното движење и менување на формата во три димензии низ времето.
Во првиот пристап, моделот со длабоко учење MitoSpace бил обучен со 40.000 4D снимки од клетки третирани со 25 различни соединенија. Моделот самостојно откривал обрасци во обликот и движењето на митохондриите, без однапред да добие ознаки за тоа кој лек бил употребен.
MitoSpace успеал да ги групира клетките според сличниот одговор на лековите и да ја предвиди нивната енергетска состојба. При разликување на лековите и нивните механизми, 4D податоците овозможиле точност од 75 проценти, во споредба со 56 проценти кај вообичаените 2D слики.
Вториот пристап создал физички дигитален близнак на жива клетка. Во моделот биле внесени положбата на митохондриите, микротубулите по кои се движат и моторните протеини што ги пренесуваат. Кога истражувачите симулирале делумно разградување на микротубулите со лекот нокодазол, виртуелната клетка го предвидела намаленото движење и промените во спојувањето и разделувањето на митохондриите, што се совпаднало со резултатите од реалните клетки.
Следниот чекор е комбинирање на MitoSpace со физичките дигитални близнаци. Вештачката интелигенција би откривала обрасци во големи збирки податоци, а дигиталните модели би помогнале да се објаснат физичките причини зад нив. Со додавање на други клеточни структури, истражувачите се надеваат дека ќе создадат целосни виртуелни клетки, а подоцна и модели на ткива.
