Un algorithme découvre un nouveau type de cancer (chez des grenouilles)

Un algorithme découvre un nouveau type de cancer (chez des grenouilles)
© Viridiflavus via Wikicommons CC BY-SA 3.0

Pour la première fois, un algorithme d’intelligence artificielle a prédit l’existence d’un cancer jamais vu (chez des têtards de grenouille), et a donné la recette pour le déclencher. Ce qui a été vérifié avec des têtards vivants.

L’expérience porte sur un cancer chez des têtards, pas chez l’humain. Mais elle a pour but (réussi) de montrer que la puissance de l’Intelligence artificielle est en train de révolutionner la recherche médicale… Pour l’humain cette fois-ci.

De quoi s’agit-il ? Un pur calcul informatique effectué par un algorithme capable d’apprendre (Machine Learning) a découvert la possibilité d’existence d’un cancer jamais vu chez les têtards de l’espèce Xenopus, en donnant la « recette » pour le déclencher. Et il a été effectivement induit chez de vrais têtards.

Cerise sur le gâteau, c’est le premier cancer connu provoqué uniquement par des substances chimiques injectés dans le corps.

Manipuler un système biologique complexe

Non, il ne s’agit pas d’une machine à inventer des cancers : l’algorithme d’IA utilisé dans cette recherche pourrait aussi bien tuer des cancers – bien plus efficacement que les traitements actuels. Mais l’exercice avait pour but de montrer comment la machine peut trouver des « solutions » jamais vues en manipulant chimiquement (et virtuellement) un système biologique complexe.

Le point de départ est un cancer des têtards déjà connu : les pigments recouvrant leur corps (mélanocytes) se muent en cellules cancéreuses. Mais il a été observé que ce cancer suit une loi du tout-ou-rien : soit il se déclenche et tous les mélanocytes du corps sont touchés, soit il ne se déclenche pas. Il n’y a pas de forme intermédiaire.

Or c’est justement une forme partielle de ce cancer, touchant les mélanocytes d’une seule région, que les chercheurs ont produit sous les indications de la machine : trois substances chimiques injectées sous la peau ont suffi à créer cette pathologie inconnue.

Expériences virtuelles

En substance, l’algorithme utilisé par les chercheurs a d’abord simulé in silico toutes les expériences possibles combinant des dizaines de substances chimiques jamais appariées réellement (in vivo) dans des expériences sur les Xenopus.

Pour ce faire, il a été muni d’une énorme base de données répertoriant toutes les expériences (réelles) menées sur les « réseaux de communication » biochimiques chez ces grenouilles : telle substance chimique produit tel effet sur tel organe, lequel produit telle autre substance, etc.

On a également intégré dans l’algorithme les équations mathématiques que des chercheurs en bio-informatique avaient déjà exhibé pour modéliser la dynamique de ces réseaux.

576 expériences répétées chacune 100 fois

Après une phase d’apprentissage des modèles, l’algorithme d’IA a simulé 576 types expériences différentes sur l’effet d’une combinaison de molécules (jamais effectuée réellement) sur le développement d’un têtard.

Chacune de 576 expériences a été refaite virtuellement (recalculé) 100 fois car l’algorithme étant de type probabiliste, les mêmes conditions de départ d’une expérience peuvent conduire à des résultats différents.

Passage à la réalité

Ce travail, quelque 60 000 expériences de labo, aurait été impossible pour un humain… Or parmi 576 types d’expériences menées sur silicium, l’une a montré que l’utilisation conjointe d’une protéine nommée CREB, et deux substances, l’Altanserine et la Réserpine, avait 25 % de chances de provoquer à un cancer partiel des mélanocytes.

La manip a été testée sur 167 têtards : ce cancer jamais vu s’est manifesté chez 37 individus (soit 22 %). Bingo !

 

Román Ikonicoff

Source: science&vie.com

Lamia Siffaoui
ADMINISTRATOR
PROFILE

Voir aussi

Laisser un commentaire

Votre adresse électronique ne sera pas publiée. Les champs Exigés sont marqués avec *

Cancel reply