Физиците от Австралийския национален университет (ANU) комбинираха нанотехнологии, изкуствен интелект и молекулярна биология, за да проектират нов метод, който търси белтъчни маркери на болестта на Алцхаймер в кръвта. Тези маркери са сигнални признаци за ранна невродегенерация и ранното откриване досега е най-добрата защита, която имаме, за да се намесим ефективно в прогресията на Алцхаймер. Въпреки че няма лечение за болестта, 20-годишен скок на първите симптоми има потенциала да промени значително резултатите за здравето.
Въпреки че голяма част от изследванията са фокусирани върху разработването на целенасочени терапевтични средства за лечение на напреднала болест на Алцхаймер, има и голям напредък в областта на съвременната диагностика.
„Понастоящем болестта на Алцхаймер се диагностицира най-вече въз основа на доказателства за умствено влошаване, на който етап болестта вече е увредила сериозно мозъка“, каза съавторът професор Патрик Клут от Изследователската школа по физика на ANU. „Ранното откриване, което е жизненоважно за ефективно лечение, обикновено включва инвазивни и скъпи болнични процедури като лумбална пункция, която може да бъде физически и психически натоварваща за пациентите.”
Изследователите разработиха ултратънък силиконов чип, покрит с малки дупки с нанометрови размери или нанопори в твърдо състояние. След това малко количество кръв се поставя върху чипа и чрез процес на транслокация през нанопорите могат да бъдат изолирани сложни смеси от протеини в кръвта. След това чипът беше поставен в устройство с размер на телефон, където алгоритъм с изкуствен интелект търсеше протеинови сигнатури, които съвпадаха с тези, свързани с ранното начало на болестта на Алцхаймер.
И чрез класифициране на протеинови сигнали в клъстери въз основа на сигнални атрибути, изследователите откриха, че моделът връща значителна и висока степен на точност (специфичност от 96,4%) при идентифицирането на комбинации от четирите машинно научени протеина. Тъй като протеините съдържат различни и индивидуализирани генетични чертежи, те могат да играят много по-голяма роля в диагностичната медицина, като се има предвид правилната технология.
„Ако този човек може да разбере своето ниво на риск толкова далеч предварително, това му дава достатъчно време да започне да прави положителни промени в начина си на живот и да приеме стратегии за лечение, които могат да помогнат за забавяне на прогресията на болестта“, каза съавторът Шанкар Дут , изследовател в ANU.
Докато Алцхаймер се фокусира върху болестта, изследователите посочват, че използваният алгоритъм може да бъде обучен да търси други заболявания – и да ги тества в същото време. Те включват болестта на Паркинсон, множествената склероза (MS) и амиотрофичната латерална склероза (ALS).
„Кръвта е сложна течност, която съдържа повече от 10 000 различни биомолекули“, каза Дът. „Чрез използване на усъвършенствани техники за филтриране и използване на нашата нанопорна платформа, комбинирана с нашите интелигентни алгоритми за машинно обучение, може да сме в състояние да идентифицираме дори най-неуловимите протеини.“
Екипът се надява, че тази техника за скрининг ще бъде достъпна в рамките на следващите пет години, позволявайки на пациентите да получат резултати „в почти реално време“, добави Клут.
„Бързият и прост тест може да бъде направен от общопрактикуващи лекари и други клиницисти, което би премахнало необходимостта от посещение в болница и би се оказало особено удобно за хора, живеещи в регионални и отдалечени райони“, каза той.
Изследването е публикувано в списанието Малки методи.
източник: Австралийски национален университет
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
