Aanwijzingen voor verborgen ziekten ontdekken met nanodeeltjes en AI

Aanwijzingen voor verborgen ziekten ontdekken met nanodeeltjes en AI

Stel je het Spartan Stadium voor met 75.000 fans, allemaal gekleed in groene en witte truien – op één persoon na in een effen groen shirt. Het zou moeilijk zijn om deze persoon te vinden. Zo moeilijk is het voor wetenschappers om ziektemarkers – biomarkers genoemd – in het bloed te vinden. En in plaats van één stadion moeten onderzoekers zoeken naar informatie over 100.000 stadions.

Om deze uitdaging aan te gaan, gebruikte een onderzoeksteam van de Michigan State University, in samenwerking met wetenschappers van Augusta University, het Karolinska Institute en Stanford University, nanogeneeskunde, kunstmatige intelligentie of AI, en een methode om oorzaak en gevolg te bestuderen.

Hun doel was om zeldzame biomarkers te vinden voor prostaatkanker die zich heeft verspreid en voor een aandoening die atherosclerose wordt genoemd en die verstopte slagaders veroorzaakt. Hun onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in deTijdschrift voor chemische technologie.

Door ziekte aangetaste cellen scheiden eiwitten en andere biomoleculen af ​​in de bloedbaan. Deze eiwitten bieden waardevolle aanwijzingen over de gezondheid of ziekte van een patiënt en kunnen worden verzameld en bestudeerd. Eenmaal geïdentificeerd, maken ze de weg vrij voor aanzienlijke vooruitgang in de ontwikkeling van gepersonaliseerde medische behandelingen of precisiegeneeskunde. “

Morteza Mahmoudi, universitair hoofddocent, afdeling Radiologie en het Precision Health-programma aan het MSU College of Human Medicine

Hoe ze de ontdekking deden

“Het plasma van menselijk bloed bevat veel verschillende eiwitten, en de zeldzaamste eiwitten zijn de eiwitten die waardevolle inzichten in ziekten bevatten”, legt Mahmoudi uit. “Om informatie uit de minder overvloedige plasma-eiwitten te vergroten, hebben we kleine deeltjes – nanodeeltjes die niet met het menselijk oog kunnen worden gezien – in plasmamonsters geïntroduceerd. Vervolgens hebben we AI en echte causaliteit gebruikt om de resultaten te analyseren. Zo identificeren we potentiële biomarkers voor metastatische prostaatkanker en atherosclerose.

“Het is de eerste keer dat nanogeneeskunde, eiwitcorona, AI en daadwerkelijke causaliteit samen worden gebruikt om een ​​oorzaak van ziekte te identificeren”, voegde hij eraan toe. “We zijn enthousiast omdat deze ontdekking het potentieel heeft om vroege detectie te bevorderen en gerichte therapieën voor prostaatkanker en atherosclerose te ontwikkelen.”

MSU-onderzoekers Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour en Liangliang Sun hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan dit onderzoek, aldus Mahmoudi. Financieringsbronnen zijn onder meer de American Heart Association, het Amerikaanse ministerie van Defensie Prostate Cancer Research Program Physician Research Award, het National Cancer Institute en de National Science Foundation.

Bronnen: