Otkrivanje skrivenih tragova bolesti pomoću nanočestica i umjetne inteligencije

Otkrivanje skrivenih tragova bolesti pomoću nanočestica i umjetne inteligencije

Zamislite stadion Spartan sa 75.000 navijača, svi nose zeleno-bijele dresove – osim jedne osobe u jednobojnoj zelenoj majici. Bilo bi teško pronaći ovu osobu. Eto koliko je znanstvenicima teško pronaći markere bolesti - zvane biomarkeri - u krvi. I umjesto jednog stadiona, istraživači moraju tražiti informacije vrijedne 100.000 stadiona.

Kako bi riješio ovaj izazov, istraživački tim sa Sveučilišta Michigan State, koji je radio sa znanstvenicima sa Sveučilišta Augusta, Instituta Karolinska i Sveučilišta Stanford, upotrijebio je nanomedicinu, umjetnu inteligenciju ili AI i metodu za proučavanje uzroka i posljedice.

Njihov je cilj bio pronaći rijetke biomarkere za rak prostate koji se proširio i stanje zvano ateroskleroza koje uzrokuje začepljene arterije. Njihovi rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u časopisuČasopis za kemijsko inženjerstvo.

Stanice zahvaćene bolešću izlučuju proteine ​​i druge biomolekule u krvotok. Ovi proteini daju vrijedne tragove o pacijentovom zdravlju ili bolesti i mogu se prikupljati i proučavati. Nakon što se identificiraju, otvaraju put značajnom napretku u razvoju personaliziranih medicinskih tretmana ili precizne medicine. “

Morteza Mahmoudi, izvanredni profesor, Odjel za radiologiju i Precision Health Program na MSU College of Human Medicine

Kako su došli do otkrića

“Plazma ljudske krvi sadrži mnogo različitih proteina, a najrjeđi proteini su oni koji sadrže vrijedne uvide u bolesti”, objasnio je Mahmoudi. "Kako bismo povećali informacije iz manje zastupljenih proteina plazme, u uzorke plazme uveli smo male čestice - nanočestice koje se ne mogu vidjeti ljudskim okom. Zatim smo upotrijebili AI i pravu uzročnost za analizu rezultata. Ovo je način na koji identificiramo potencijalne biomarkere za metastatski rak prostate i aterosklerozu.

“Ovo je prvi put da se nanomedicina, proteinska korona, umjetna inteligencija i stvarna uzročnost koriste zajedno za utvrđivanje uzroka bolesti”, dodao je. "Uzbuđeni smo jer ovo otkriće ima potencijal unaprijediti rano otkrivanje i razviti ciljane terapije za rak prostate i aterosklerozu."

Istraživači MSU-a Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour i Liangliang Sun dali su značajan doprinos ovom istraživanju, rekao je Mahmoudi. Izvori financiranja uključuju Američku udrugu za srce, Nagradu za liječnička istraživanja Ministarstva obrane SAD-a za Program istraživanja raka prostate, Nacionalni institut za rak i Nacionalnu zakladu za znanost.

Izvori: