Afdækning af skjulte sygdomsspor med nanopartikler og AI

Afdækning af skjulte sygdomsspor med nanopartikler og AI

Forestil dig Spartan Stadium med 75.000 fans, alle iført grønne og hvide trøjer – bortset fra én person i en solid grøn trøje. Det ville være svært at finde denne person. Så svært er det for forskere at finde sygdomsmarkører – kaldet biomarkører – i blodet. Og i stedet for ét stadion skal forskere søge efter information for 100.000 stadioner.

For at løse denne udfordring brugte et forskerhold fra Michigan State University, der arbejdede med forskere fra Augusta University, Karolinska Institute og Stanford University, nanomedicin, kunstig intelligens eller AI og en metode til at studere årsag og virkning.

Deres mål var at finde sjældne biomarkører for prostatakræft, der har spredt sig, og en tilstand kaldet åreforkalkning, der forårsager tilstoppede arterier. Deres forskningsresultater blev for nylig offentliggjort iJournal of Chemical Engineering.

Celler, der er ramt af sygdom, udskiller proteiner og andre biomolekyler i blodbanen. Disse proteiner giver værdifulde spor om en patients helbred eller sygdom og kan indsamles og studeres. Når de først er identificeret, baner de vejen for betydelige fremskridt i udviklingen af ​​personaliserede medicinske behandlinger eller præcisionsmedicin. “

Morteza Mahmoudi, lektor, Institut for Radiologi og Precision Health Program ved MSU College of Human Medicine

Hvordan de gjorde opdagelsen

"Plasma af menneskeligt blod indeholder mange forskellige proteiner, og de sjældneste proteiner er dem, der indeholder værdifuld indsigt i sygdomme," forklarede Mahmoudi. "For at forstørre information fra de mindre rigelige plasmaproteiner indførte vi små partikler - nanopartikler, som ikke kan ses med det menneskelige øje - i plasmaprøver. Vi brugte derefter AI og sand kausalitet til at analysere resultaterne. Sådan identificerer vi potentielle biomarkører for metastatisk prostatacancer og åreforkalkning.

"Det er første gang, at nanomedicin, proteincorona, AI og faktisk kausalitet er blevet brugt sammen til at identificere en årsag til sygdom," tilføjede han. "Vi er begejstrede, fordi denne opdagelse har potentialet til at fremme tidlig opdagelse og udvikle målrettede behandlinger mod prostatacancer og åreforkalkning."

MSU-forskere Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour og Liangliang Sun ydede betydelige bidrag til denne forskning, sagde Mahmoudi. Finansieringskilder omfatter American Heart Association, US Department of Defense Prostate Cancer Research Program Physician Research Award, National Cancer Institute og National Science Foundation.

Kilder: