Découvrir des indices cachés sur des maladies grâce aux nanoparticules et à l’IA

Découvrir des indices cachés sur des maladies grâce aux nanoparticules et à l’IA

Imaginez le Spartan Stadium avec 75 000 supporters, tous portant des maillots verts et blancs – à l’exception d’une personne portant une chemise verte unie. Il serait difficile de trouver cette personne. C’est dire à quel point il est difficile pour les scientifiques de trouver des marqueurs de maladies – appelés biomarqueurs – dans le sang. Et au lieu d’un stade, les chercheurs doivent rechercher des informations sur 100 000 stades.

Pour relever ce défi, une équipe de recherche de l'Université d'État du Michigan, en collaboration avec des scientifiques de l'Université d'Augusta, du Karolinska Institute et de l'Université de Stanford, a utilisé la nanomédecine, l'intelligence artificielle ou IA et une méthode d'étude des causes et des effets.

Leur objectif était de trouver des biomarqueurs rares du cancer de la prostate qui s’est propagé et d’une maladie appelée athérosclérose qui provoque l’obstruction des artères. Les résultats de leurs recherches ont été récemment publiés dans leJournal de génie chimique.

Les cellules touchées par la maladie sécrètent des protéines et d’autres biomolécules dans la circulation sanguine. Ces protéines fournissent des indices précieux sur la santé ou la maladie d'un patient et peuvent être collectées et examinées. Une fois identifiés, ils ouvrent la voie à des progrès significatifs dans le développement de traitements médicaux personnalisés ou de médecine de précision. "

Morteza Mahmoudi, professeur agrégé, Département de radiologie et programme de santé de précision au MSU College of Human Medicine

Comment ils ont fait la découverte

"Le plasma du sang humain contient de nombreuses protéines différentes, et les protéines les plus rares sont celles qui contiennent des informations précieuses sur les maladies", a expliqué Mahmoudi. "Pour amplifier les informations provenant des protéines plasmatiques les moins abondantes, nous avons introduit de petites particules - des nanoparticules invisibles à l'œil humain - dans des échantillons de plasma. Nous avons ensuite utilisé l'IA et la véritable causalité pour analyser les résultats. C'est ainsi que nous identifions des biomarqueurs potentiels du cancer métastatique de la prostate et de l'athérosclérose.

"C'est la première fois que la nanomédecine, la couronne protéique, l'IA et la causalité réelle sont utilisées ensemble pour identifier une cause de maladie", a-t-il ajouté. « Nous sommes ravis car cette découverte a le potentiel de faire progresser la détection précoce et de développer des thérapies ciblées pour le cancer de la prostate et l’athérosclérose. »

Les chercheurs de la MSU, Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour et Liangliang Sun, ont apporté des contributions significatives à cette recherche, a déclaré Mahmoudi. Les sources de financement comprennent l’American Heart Association, le Physician Research Award du programme de recherche sur le cancer de la prostate du département américain de la Défense, le National Cancer Institute et la National Science Foundation.

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