Mesterséges intelligencia segít a rákgyógyításban

Az ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont Horváth Péter által vezetett kutatócsoportja a sejteken belüli rendellenes fehérjeváltozások pontos leírására alkalmas, világviszonylatban is újdonságnak számító, mesterséges intelligenciára épülő képfeldolgozásos eljárást dolgozott ki. Ez megváltoztathatja a daganatos betegségek korai diagnosztikáját és a célzott kezelési módokat.

A közlemény szerint a mesterséges intelligencia vezérelte mikroszkópos képelemzésből az egyes sejtek funkcionalitását meghatározó fehérjék elemzésével felbecsülhetetlen információ nyerhető diagnosztikai és terápiás célokra. Horváth Péter és kutatócsoportja évek óta kiemelkedő eredményeket ér el a mesterséges intelligenciát alkalmazó mikroszkópos képfeldolgozásban. Már rutineljárásuk a szöveteket felépítő egyedi sejtek precíz jellemzésére alkalmas egysejt-analízis, de ezt most olyan szuperérzékeny eljárással kombinálták, ami a kóros sejtek morfológiai eltérésein túl a sejteken belüli rendellenes fehérjeváltozásokat is képes pontosan leírni.

A sejt teljes fehérjetartalmának elemzése kulcsfontosságú információkkal szolgál az élettani és a kóros sejtműködések jobb megértéséhez, ezért fontos a daganatos kórfolyamatok részletes jellemzésében, a korai diagnosztika és a célzott kezelés továbbfejlesztésében – áll a Nature Biotechnology folyóirat honlapján frissen megjelent közleményben.

A szegedi kutatók a mélytanulást alkalmazó sejtfelismerő algoritmusok segítségével az emberi szemnél milliószor gyorsabban és azonos – vagy nagyobb – precizitással ismerik fel a szövetmintákról készült digitális felvételeken megjelenő rendellenes sejteket. Az azonosított kóros sejteket mikrométeres pontossággal kimetszik a mintából, ezt a kinyert egysejtek molekuláris elemzése követi, ez mostanáig alapvetően a sejt DNS-állományának leírására irányult.

Horváth Péter és kutatócsoportja nagyjából két éve egy nemzetközi kutatási projektben vesz részt, amiben egy olyan molekuláris módszert sikerült kifejleszteniük, amely egyetlen sejt szintjére miniatürizálta a fehérjék tömegspektrometriás elemzését.

Az analízis érzékenységét százszorosára növelték, így egyetlen mintában több ezer fehérje mennyiségét meg tudják határozni, és precíz képet kapnak a sejt fehérjekészletéről. A kutatók a kóros sejtekben egyedinek mutatkozó fehérjék biológiai szerepét is vizsgálják, ez alapján új terápiás célpontok azonosítása is várható a közeljövőben.

A szervezet sok milliárd sejtje között akár egy kóros működése is elég, hogy visszafordíthatatlan folyamatok induljanak el. Az ilyen kóros sejtek megtalálása a rákprevenció és a korai rákgyógyítás kulcsfontosságú eszköze lehet. Mivel a modern onkológiai gyógyszerek a kóros fehérjeműködés célzott befolyásolásával hatnak, a rendellenes sejtekben feltárt fehérjeváltozások feltérképezése újabb lendületet adhat az onkoterápiák fejlődésének.

Horváth Péter szerint a mesterséges intelligencián alapuló egysejt-proteomika már az elkövetkező két évben bekerülhet a klinikai gyakorlatba, és áttörést hozhat a személyre szabott onkoterápiában. E távlati cél megvalósítását támogatja az a jelenleg Szegeden épülő Tématerületi Kiválósági Központ is, amely a tervek szerint a világ legmodernebb egysejt-kinyerő és egysejt-analitikai központja lesz – áll a közleményben.

(MTI)