فیزیکدانان دانشگاه ملی استرالیا (ANU) از ترکیب نانوتکنولوژی، هوش مصنوعی و زیست شناسی مولکولی برای طراحی روش جدیدی استفاده کرده اند که نشانگرهای پروتئین بیماری آلزایمر را در خون جستجو می کند.
به گزارش تکناک، تشخیص زودهنگام تاکنون بهترین دفاعی بوده است که برای مداخله مؤثر در پیشرفت آلزایمر وجود داشته است. اگرچه هیچ درمانی برای این بیماری وجود ندارد، اما یک جهش 20 ساله در علائمی که برای اولین بار ظاهر می شوند، می تواند به طور قابل توجهی نتایج را تغییر دهد.
تاکنون حجم وسیعی از تحقیقات بر روی توسعه درمان های هدفمند برای درمان آلزایمر پیشرفته متمرکز شده است و پیشرفت های زیادی در زمینه تشخیص های پیشرفته حاصل شده است.
پروفسور پاتریک کلوث از دانشکده فیزیک تحقیقاتی ANU گفت: در حال حاضر، آلزایمر بیشتر بر اساس شواهد زوال ذهنی تشخیص داده می شود که در آن مرحله بیماری به طور جدی به مغز آسیب رسیده است. درمان مؤثر که معمولاً شامل روش‌های تهاجمی و گران‌قیمت بیمارستانی مانند پونکسیون کمری است، ممکن است از نظر جسمی و ذهنی برای بیماران مضر باشد.
محققان یک تراشه سیلیکونی فوق‌العاده نازک با حفره‌های کوچک به اندازه نانومتر یا نانوحفره‌های حالت جامد ابداع کردند. مقدار کمی خون روی این تراشه قرار می‌گیرد و از طریق فرآیند انتقال از طریق نانوحفره‌ها، می‌توان مخلوط پیچیده‌ای از پروتئین‌های موجود در خون را جدا کرد. سپس، تراشه در دستگاهی به اندازه یک موبایل قرار داده شد، جایی که یک الگوریتم هوش مصنوعی به دنبال امضاهای پروتئینی بود که با علائم مرتبط با شروع زودهنگام بیماری آلزایمر مطابقت داشت.
با طبقه‌بندی سیگنال‌های پروتئینی به خوشه‌ها بر اساس ویژگی‌های سیگنال، محققان متوجه شدند که این مدل دقت قابل توجه و بالایی (96.4 درصد) را در شناسایی ترکیبی از چهار پروتئین یادگیری ماشینی نشان می‌دهد. از آنجایی که پروتئین ها حاوی طرح های ژنتیکی مجزا و فردی هستند، با توجه به فناوری مناسب، می توانند نقش بسیار بیشتری در تشخیص ایفا کنند.
شانکار دات، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: اگر فرد بتواند از قبل میزان خطر خود را دریابد، این کار زمان زیادی به او می دهد تا تغییرات مثبتی در سبک زندگی خود ایجاد کند و استراتژی های دارویی را اتخاذ کند که ممکن است به کند کردن پیشرفت بیماری کمک کند.
اگرچه این تحقیقات روی آلزایمر متمرکز شده‌اند، اما محققان خاطرنشان می‌کنند که الگوریتم مورد استفاده را می‌توان برای جستجوی سایر بیماری‌ها و آزمایش آن‌ها در همان زمان آموزش داد. این بیماری ها شامل بیماری پارکینسون، مولتیپل اسکلروزیس (MS) و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) است.
دات گفت: خون مایع پیچیده ای است که حاوی بیش از 10000 بیومولکول مختلف است. با به کارگیری تکنیک های پیشرفته فیلتراسیون و استفاده از پلتفرم نانوحفره، همراه با الگوریتم های هوشمند یادگیری ماشینی، ممکن است بتوانیم حتی گریزان ترین پروتئین ها را شناسایی کنیم.
کلوث افزود این تیم امیدوار است که این روش غربالگری ظرف پنج سال آینده در دسترس باشد و به بیماران این امکان را می دهد که در زمان واقعی نتایج را دریافت کنند.
او گفت: این آزمایش سریع و ساده می تواند توسط پزشکان عمومی و سایر پزشکان انجام شود، که نیاز به مراجعه به بیمارستان را از بین می برد و انجام آن به طور ویژه ای برای افرادی که در مناطق محروم و دور افتاده زندگی می کنند، راحت است.
این تحقیق در مجله Small Methods منتشر شده است.
