Avdekke skjulte sykdommer ledetråder med nanopartikler og AI

Avdekke skjulte sykdommer ledetråder med nanopartikler og AI

Se for deg Spartan Stadium med 75 000 fans, alle iført grønne og hvite trøyer – bortsett fra én person i en solid grønn skjorte. Det ville være vanskelig å finne denne personen. Så vanskelig er det for forskere å finne sykdomsmarkører – kalt biomarkører – i blodet. Og i stedet for ett stadion, må forskere søke etter informasjon verdt 100 000 stadioner.

For å møte denne utfordringen brukte et forskerteam fra Michigan State University, i samarbeid med forskere fra Augusta University, Karolinska Institute og Stanford University, nanomedisin, kunstig intelligens eller AI, og en metode for å studere årsak og virkning.

Målet deres var å finne sjeldne biomarkører for prostatakreft som har spredt seg og en tilstand kalt aterosklerose som forårsaker tilstoppede arterier. Forskningsresultatene deres ble nylig publisert iJournal of Chemical Engineering.

Celler påvirket av sykdom skiller ut proteiner og andre biomolekyler i blodet. Disse proteinene gir verdifulle ledetråder om en pasients helse eller sykdom og kan samles inn og undersøkes. Når de er identifisert, baner de vei for betydelig fremgang i utviklingen av personlig tilpassede medisinske behandlinger eller presisjonsmedisin. "

Morteza Mahmoudi, førsteamanuensis, Institutt for radiologi og presisjonshelseprogrammet ved MSU College of Human Medicine

Hvordan de gjorde oppdagelsen

"Plasmaet av menneskelig blod inneholder mange forskjellige proteiner, og de sjeldneste proteinene er de som inneholder verdifull innsikt i sykdommer," forklarte Mahmoudi. "For å forstørre informasjon fra de mindre rike plasmaproteinene, introduserte vi små partikler - nanopartikler som ikke kan sees med det menneskelige øyet - i plasmaprøver. Vi brukte deretter AI og sann årsakssammenheng for å analysere resultatene. Dette er hvordan vi identifiserer potensielle biomarkører for metastatisk prostatakreft og åreforkalkning.

"Det er første gang at nanomedisin, proteinkorona, AI og faktisk kausalitet har blitt brukt sammen for å identifisere en årsak til sykdom," la han til. "Vi er glade fordi denne oppdagelsen har potensial til å fremme tidlig oppdagelse og utvikle målrettede terapier for prostatakreft og åreforkalkning."

MSU-forskerne Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour og Liangliang Sun ga betydelige bidrag til denne forskningen, sa Mahmoudi. Finansieringskilder inkluderer American Heart Association, US Department of Defense Prostate Cancer Research Program Physician Research Award, National Cancer Institute og National Science Foundation.

Kilder: