Descobrindo pistas de doenças ocultas com nanopartículas e IA

Descobrindo pistas de doenças ocultas com nanopartículas e IA

Imagine o Spartan Stadium com 75 mil torcedores, todos vestindo camisetas verdes e brancas – exceto uma pessoa com uma camisa verde sólida. Seria difícil encontrar essa pessoa. É assim que é difícil para os cientistas encontrar marcadores de doenças – chamados biomarcadores – no sangue. E em vez de um estádio, os investigadores têm de procurar informações equivalentes a 100.000 estádios.

Para enfrentar este desafio, uma equipa de investigação da Michigan State University, trabalhando com cientistas da Augusta University, do Karolinska Institute e da Stanford University, utilizou nanomedicina, inteligência artificial ou IA, e um método para estudar causa e efeito.

O objetivo deles era encontrar biomarcadores raros para o câncer de próstata que se espalhou e uma condição chamada aterosclerose, que causa obstrução das artérias. Os resultados de suas pesquisas foram publicados recentemente noRevista de Engenharia Química.

As células afetadas pela doença secretam proteínas e outras biomoléculas na corrente sanguínea. Estas proteínas fornecem pistas valiosas sobre a saúde ou doença de um paciente e podem ser coletadas e examinadas. Uma vez identificados, abrem caminho para progressos significativos no desenvolvimento de tratamentos médicos personalizados ou medicina de precisão. “

Morteza Mahmoudi, professor associado do Departamento de Radiologia e do Programa de Saúde de Precisão da Faculdade de Medicina Humana da MSU

Como eles fizeram a descoberta

“O plasma do sangue humano contém muitas proteínas diferentes, e as proteínas mais raras são aquelas que contêm informações valiosas sobre doenças”, explicou Mahmoudi. "Para ampliar as informações das proteínas plasmáticas menos abundantes, introduzimos pequenas partículas - nanopartículas que não podem ser vistas pelo olho humano - em amostras de plasma. Em seguida, usamos IA e causalidade verdadeira para analisar os resultados. É assim que identificamos potenciais biomarcadores para câncer de próstata metastático e aterosclerose.

“É a primeira vez que a nanomedicina, a proteína corona, a IA e a causalidade real são usadas juntas para identificar a causa de uma doença”, acrescentou. “Estamos entusiasmados porque esta descoberta tem o potencial de avançar na detecção precoce e desenvolver terapias direcionadas para o cancro da próstata e a aterosclerose.”

Os pesquisadores da MSU Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour e Liangliang Sun fizeram contribuições significativas para esta pesquisa, disse Mahmoudi. As fontes de financiamento incluem a American Heart Association, o Prêmio de Pesquisa Médica do Programa de Pesquisa do Câncer de Próstata do Departamento de Defesa dos EUA, o Instituto Nacional do Câncer e a National Science Foundation.

Fontes: