Scoprire indizi di malattie nascoste con nanoparticelle e intelligenza artificiale

Scoprire indizi di malattie nascoste con nanoparticelle e intelligenza artificiale

Immagina lo Spartan Stadium con 75.000 tifosi, tutti con la maglia verde e bianca, tranne una persona con la maglia verde a tinta unita. Sarebbe difficile trovare questa persona. Ecco quanto è difficile per gli scienziati trovare marcatori di malattie – chiamati biomarcatori – nel sangue. E invece di uno stadio, i ricercatori devono cercare informazioni su 100.000 stadi.

Per affrontare questa sfida, un gruppo di ricerca della Michigan State University, in collaborazione con scienziati dell’Augusta University, del Karolinska Institute e della Stanford University, ha utilizzato la nanomedicina, l’intelligenza artificiale o intelligenza artificiale e un metodo per studiare causa ed effetto.

Il loro obiettivo era trovare biomarcatori rari per il cancro alla prostata che si è diffuso e una condizione chiamata aterosclerosi che causa l'ostruzione delle arterie. I risultati della loro ricerca sono stati recentemente pubblicati inGiornale di ingegneria chimica.

Le cellule colpite dalla malattia secernono proteine ​​e altre biomolecole nel flusso sanguigno. Queste proteine ​​forniscono indizi preziosi sulla salute o sulla malattia di un paziente e possono essere raccolte e studiate. Una volta identificati, aprono la strada a progressi significativi nello sviluppo di trattamenti medici personalizzati o di medicina di precisione. “

Morteza Mahmoudi, professore associato, Dipartimento di Radiologia e Programma Sanitario di Precisione presso l'MSU College of Human Medicine

Come hanno fatto la scoperta

"Il plasma del sangue umano contiene molte proteine ​​diverse, e le proteine ​​più rare sono quelle che contengono preziose informazioni sulle malattie", ha spiegato Mahmoudi. "Per amplificare le informazioni provenienti dalle proteine ​​plasmatiche meno abbondanti, abbiamo introdotto piccole particelle - nanoparticelle che non possono essere viste con l'occhio umano - nei campioni di plasma. Abbiamo quindi utilizzato l'intelligenza artificiale e la vera causalità per analizzare i risultati. In questo modo identifichiamo potenziali biomarcatori per il cancro alla prostata metastatico e l'aterosclerosi.

“È la prima volta che la nanomedicina, la corona proteica, l’intelligenza artificiale e la causalità effettiva vengono utilizzate insieme per identificare la causa di una malattia”, ha aggiunto. “Siamo entusiasti perché questa scoperta ha il potenziale per promuovere la diagnosi precoce e sviluppare terapie mirate per il cancro alla prostata e l’aterosclerosi”.

I ricercatori della MSU Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour e Liangliang Sun hanno dato un contributo significativo a questa ricerca, ha detto Mahmoudi. Le fonti di finanziamento includono l’American Heart Association, il Physician Research Award del Programma di ricerca sul cancro alla prostata del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, il National Cancer Institute e la National Science Foundation.

Fonti: