Η αποκάλυψη κρυμμένων ενδείξεων ασθενειών με νανοσωματίδια και τεχνητή νοημοσύνη

Η αποκάλυψη κρυμμένων ενδείξεων ασθενειών με νανοσωματίδια και τεχνητή νοημοσύνη

Φανταστείτε το Spartan Stadium με 75.000 οπαδούς, όλοι φορώντας πράσινες και λευκές φανέλες – εκτός από ένα άτομο με στιβαρό πράσινο πουκάμισο. Θα ήταν δύσκολο να βρεις αυτό το άτομο. Αυτό είναι πόσο δύσκολο είναι για τους επιστήμονες να βρουν δείκτες ασθένειας - που ονομάζονται βιοδείκτες - στο αίμα. Και αντί για ένα στάδιο, οι ερευνητές πρέπει να αναζητήσουν πληροφορίες αξίας 100.000 γηπέδων.

Για να αντιμετωπίσει αυτή την πρόκληση, μια ερευνητική ομάδα από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, σε συνεργασία με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Augusta, το Ινστιτούτο Karolinska και το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, χρησιμοποίησε νανοϊατρική, τεχνητή νοημοσύνη ή AI και μια μέθοδο για τη μελέτη αιτίας και αποτελέσματος.

Στόχος τους ήταν να βρουν σπάνιους βιοδείκτες για τον καρκίνο του προστάτη που έχει εξαπλωθεί και μια πάθηση που ονομάζεται αθηροσκλήρωση που προκαλεί φραγμένες αρτηρίες. Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στοJournal of Chemical Engineering.

Τα κύτταρα που επηρεάζονται από την ασθένεια εκκρίνουν πρωτεΐνες και άλλα βιομόρια στην κυκλοφορία του αίματος. Αυτές οι πρωτεΐνες παρέχουν πολύτιμες ενδείξεις για την υγεία ή την ασθένεια ενός ασθενούς και μπορούν να συλλεχθούν και να μελετηθούν. Μόλις εντοπιστούν, ανοίγουν το δρόμο για σημαντική πρόοδο στην ανάπτυξη εξατομικευμένων ιατρικών θεραπειών ή ιατρικής ακριβείας. "

Μορτέζα Μαχμούδη, αναπληρωτής καθηγητής, Τμήμα Ακτινολογίας και Πρόγραμμα Υγείας Ακριβείας στο MSU College of Human Medicine

Πώς έκαναν την ανακάλυψη

«Το πλάσμα του ανθρώπινου αίματος περιέχει πολλές διαφορετικές πρωτεΐνες και οι πιο σπάνιες πρωτεΐνες είναι αυτές που περιέχουν πολύτιμες γνώσεις για τις ασθένειες», εξήγησε ο Μαχμούντι. "Για να μεγεθύνουμε πληροφορίες από τις λιγότερο άφθονες πρωτεΐνες του πλάσματος, εισαγάγαμε μικρά σωματίδια - νανοσωματίδια που δεν φαίνονται με το ανθρώπινο μάτι - σε δείγματα πλάσματος. Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε τεχνητή νοημοσύνη και αληθινή αιτιότητα για να αναλύσουμε τα αποτελέσματα. Έτσι εντοπίζουμε πιθανούς βιοδείκτες για μεταστατικό καρκίνο του προστάτη και αθηροσκλήρωση.

«Είναι η πρώτη φορά που η νανοϊατρική, η πρωτεϊνική κορώνα, η τεχνητή νοημοσύνη και η πραγματική αιτιότητα έχουν χρησιμοποιηθεί μαζί για τον εντοπισμό μιας αιτίας ασθένειας», πρόσθεσε. «Είμαστε ενθουσιασμένοι γιατί αυτή η ανακάλυψη έχει τη δυνατότητα να προωθήσει την έγκαιρη ανίχνευση και να αναπτύξει στοχευμένες θεραπείες για τον καρκίνο του προστάτη και την αθηροσκλήρωση».

Οι ερευνητές του MSU Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour και Liangliang Sun συνέβαλαν σημαντικά σε αυτήν την έρευνα, είπε ο Mahmoudi. Οι πηγές χρηματοδότησης περιλαμβάνουν την Αμερικανική Καρδιολογική Εταιρεία, το Βραβείο Έρευνας Ιατρών του Προγράμματος Έρευνας για τον Καρκίνο του Προστάτη του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ, το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.

Πηγές: