נטאסה מיסקוב-זיבנוב של אוניברסיטת פיטסבורג, עוזרת פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים, קיבלה פרס פיתוח יוקרתי לפיתוח מוקדם בקריירה (קריירה) של 581,503 דולר מהקרן הלאומית למדע (NSF) על הפרויקט שלה שכותרתו "מסגרת מונעת בינה מלאכותית עבור תכנון יעיל וניתן להסבר חסרי-תסונתרפיה." באמצעות הגישה הרומנטית שלה ופיתוח מערכת אוטומטית הממנפת AI וגרשי ידע לעיצוב לימפוציטים יעילים יותר, היא מקווה להפוך את העיצוב של אימונותרפיות מצילות חיים.
טיפולי קולטן אנטיגן כימריים (CAR) טיפולים מבוססי תאי T חולקו מהפכה בטיפול בסרטן הדם כמו לוקמיה ולימפומה, והדגימו את כוחם של קולטני איתות סינתטיים לאימונותרפיה. עבור טיפולים אלה נקצרים תאי T מטופלים, מהונדסים במכונית ואז מכניסים מחדש לחולה. עם זאת, תאי מכונית T הצליחו פחות בטיפול בגידולים מוצקים. ההכרה וההסתננות של גידולים מוצקים דורשים עיצובים חדשים של תאי CAR T.
בעוד שהחוקרים ממשיכים לחקור את התצורות החזקות ביותר, המורכבות הקומבינטורית של עיצובים לימפוציטים טיפוליים פוטנציאליים, כולל תאי מכונית T, היא עצומה. Miskov-Zivanov תיצור מערכת שתסקר את הספרות המדעית ואת מאגרי המידע כדי לאחזר ולשלב ביעילות ידע מומחה קיים עם נתונים ניסויים ולהמליץ על תאי CAR יעילים יותר וללימפוציטים חדירים גידולים (TILs).
Miskov-Zivanov, מהנדס מחשבים שמחקרו הפוסט-דוקטורט היה בביולוגיה חישובית ומערכות, מקווה שהמסגרת האוטומטית שהיא מפתחת יכולה להאיץ באופן אמין את התהליך הזה. "כמהנדסת מחשבים", אמרה, "אני מונעת לאוטומציה של תהליכי עיצוב מורכבים. אני בוחנת כיצד ניתן לייעל את המשימות באופן מסורתי באופן ידני על ידי ביולוגים ולבצע באמצעות גישות חישוביות."
בשנת 2023, Miskov-Zivanov קיבלה פרס NSF להוט ליצירת כלי המשתמש בעיבוד שפה טבעית (NLP) כדי לחלץ מידע מהספרות המדעית, ובשילוב נתונים ניסיוניים, עוזרים לביולוגים סינתטיים להנדס תאים חדשים לרכב.
בבנתה את הפרויקט הזה לשנתיים, היא תפתח מערכת חדשה המשתמשת הן בגישות NLP מסורתיות והן במודלים של שפה גדולה אחרונה (LLM) יחד עם רשתות עצביות לקריאה, לנתח ולפרש מאמרי מחקר ונתונים ניסיוניים ולבצע מקיף בסיליקו ניסויים במגוון רחב של עיצובים תאים.
על ידי פיתוח ובדיקת שיטות הנחיה חדשות, Miskov-Zivanov מקווה ש"המקום שחוקר יצטרך לעבור עשרות אלפי מאמרים, רבים שאינם רלוונטיים, המערכת יכולה לחלץ נתונים ותובנות משמעותיות. "
חינוך מהנדסים עתידיים
המידע שחולץ יוצג כגרשי ידע (KGS), אותה היא תשכלל וינתחה עוד יותר באמצעות רשתות עצביות גרפיות (GNNs) כדי לחזות את עיצובי התאים הטיפוליים היעילים ביותר. בשנה האחרונה בפיט, מיסקוב-זיוונוב הציג גם קורס חדש ברמה לתארים מתקדמים ב- KGS ואת השיטות לבנייתם ויישומם. היא רואה הבטחה רבה בשילוב מידע וידע מובנה בתוך KGs עם תחזיות מונעות נתונים שמאפשרות GNNS, והיא שואפת לחשוף קשרים ומערכות יחסים חדשות ומשמעותיות אשר יקדם משמעותית את הנדסת הטיפולים החדשים. הצטיידות בדור הבא של המהנדסים בכלים אלה חיונית להתמודדות עם אתגרי מחקר קריטיים ומצילי חיים.
Miskov-Zivanov מקווה לבנות "מתודולוגיה אמינה להנדסה ולבחון אלפי עיצובים לתאים חיסוניים כמו טילנים ומכוניות עם מערכות קולטן מגוונות וחזקות." עבודתה מבקשת לקדם אימונותרפיה תוך פיתוח תהליכים אלגוריתמיים חדשים כדי לזהות ולהציג נתונים ומחקרים מדעיים אמינים, חזויים.
אני כל כך אסיר תודה ומכובד שקיבלתי את פרס הקריירה הזה. ההתעניינות שלי באימונותרפיה החלה לפני שתים עשרה שנים כשקראתי על ילדה צעירה שהלוקמיה שלה נרפאה על ידי טיפול מסוג זה. מאז קיבלתי השראה לעזור לקדם את המחקר הזה. כמהנדס מחשבים, אני מונע במיוחד מהזדמנויות ליישם מחשוב כדי להשפיע משמעותית בתחומים אחרים. "
NATASA MISKOV-ZIVANOV, עוזרת פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים, אוניברסיטת פיטסבורג
"המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים שלנו גאה כל כך בפרופסור נטאסה מיסקוב-זיוונוב ובהישגיה האחרון, פרס הקריירה של NSF", אמר אלן ג'ורג ', יו"ר המחלקה, יו"ר R&H Mickle, ופרופסור להנדסת חשמל ומחשבים. "היא מובילה את המעבדה של המנגינה (מנגנונים והיגיון של דינמיקה), שם המחקר שלה משתרע על מגוון רחב של נושאים מתקדמים על ידי מינוף המומחיות שלה במעגלים דיגיטליים, ביולוגיה סינתטית, בינה מלאכותית ומערכות דינמיות. הפרויקט החדש של נטאסה מבטיח לקדם משמעותית את תחום העיצוב החיסון.
