AI diagnozuje cukrzycę, HIV i COVID-19
Naukowcy opracowali narzędzie oparte na sztucznej inteligencji (AI), które może diagnozować wiele infekcji i problemów zdrowotnych za jednym razem, poprzez badanie sekwencji genów komórek odpornościowych w próbkach krwi.
W badaniu z udziałem prawie 600 osób, którego wyniki opublikowano 1 lutego w czasopiśmie „Nature”, narzędzie oparte na AI określiło, czy uczestnicy byli zdrowi, czy też mieli COVID-19, cukrzycę typu 1, HIV lub toczeń, chorobę autoimmunologiczną, a także czy niedawno przyjęli szczepionkę przeciw grypie.
– Jest to podejście polegające na sekwencjonowaniu pojedynczych sekwencji, które obejmuje wszystko, czemu został poddany układ odpornościowy – skomentowała Sarah Teichmann, biolog molekularny z Uniwersytetu Cambridge w Wielkiej Brytanii.
Jak podkreślili naukowcy, opracowywane narzędzie nie jest jeszcze gotowe do użytku klinicznego, ale po dalszych pracach nad udoskonaleniem podejścia może pewnego dnia pomóc lekarzom w radzeniu sobie z „stanami, w przypadku których obecnie nie ma jednoznacznych testów” – mówił współautor badania Maxim Zaslavsky, informatyk ze Standford University w Kalifornii.
– Z punktu widzenia realnego świata obietnicą byłoby posiadanie jednego podstawowego modelu układu odpornościowego, w którym można by odczytać wszystko, co dana osoba widziała, a następnie powiązać to z jej opieką zdrowotną. Istnieje wiele kroków na drodze do zrealizowania tego w przyszłości, ale to na razie jest pierwszy — podkreśliła Teichmann.
Układ odpornościowy przechowuje obszerny rejestr przeszłych i obecnych chorób za pośrednictwem dwóch głównych typów komórek — komórek B i komórek T. Komórki B wytwarzają przeciwciała, które przyłączają się do wirusów i szkodliwych cząsteczek, podczas gdy komórki T aktywują inne odpowiedzi lub zabijają zakażone komórki.
Kiedy dana osoba ma infekcję lub chorobę autoimmunologiczną, w której organizm błędnie atakuje własne tkanki, ich komórki B i T zwiększają swoją liczbę i zaczynają produkować specyficzne receptory powierzchniowe. Sekwencjonowanie genów, które kodują te receptory, może ujawnić unikatowy rejestr chorób i infekcji danej osoby.
– Układ odpornościowy jest naturalnym narzędziem diagnostycznym, musimy tylko nauczyć się, jak to robić – mówił Victor Greiff, immunolog obliczeniowy z Uniwersytetu w Oslo.
Obecne narzędzia diagnostyczne „trochę, ale niewiele wykorzystują zapis ekspozycji układu odpornościowego na choroby”, jak mówi Zaslavsky, ale większość wcześniejszych wysiłków skupiała się na sekwencjach z komórek B lub T.
– Połączenie ich w celu uzyskania pełniejszego obrazu aktywności układu odpornościowego daje nam pełniejszy odczyt tego, co może się dziać – dodał ekspert.
Przeczytaj także: „AI skuteczniejsza od techników EKG”.
