20 вересня, 2023
Простий тест може допомогти передбачити ризик хвороби Альцгеймера на 20 років наперед
Простий некоштовний неінвазивний аналіз крові може допомогти передбачити ризик розвитку хвороби Альцгеймера за 20 років до появи симптомів. Фізики з Австралійського національного університету (ANU) винайшли спосіб використовувати нанотехнології в поєднанні зі штучним інтелектом (ШІ) для аналізу білків у крові з метою пошуку ознак ранньої нейродегенерації або контрольних біомаркерів, які вказують на початок хвороби Альцгеймера. Вчені ANU розробили ультратонкий кремнієвий чіп, що містить «нанопори» – крихітні отвори нанометрового розміру, які аналізують білки по одному за допомогою вдосконаленого алгоритму ШІ. Дослідження опубліковано у Small Methods.
Невелика кількість крові поміщається на кремнієвий чіп і вставляється в портативний пристрій розміром приблизно з мобільний телефон. Цей девайс використовує алгоритми ШІ для пошуку сигнатур, що відповідають білкам, які виявляють ознаки раннього початку хвороби Альцгеймера. Учені ANU кажуть, що алгоритм можна навчити одночасно перевіряти кілька неврологічних захворювань, включно із хворобою Паркінсона, розсіяним і бічним аміотрофічним склерозами.
У найпростішому визначенні нанопоровий датчик – це нанорозмірна апертура, яка охоплює непроникну мембрану, що розділяє два резервуари електроліту. Досліджуваний матеріал додається на одну сторону (цис-сторона), а відповідна напруга прикладається до іншої (транс-сторона), щоби рухати молекули через нанопору, генеруючи необхідну інформацію про матеріал у вигляді резистивних або провідних імпульсів. Важливо, що зондування нанопор можна проводити майже з будь-якими електролітами. Універсальність цієї технології добре продемонстрована набором її застосувань, що охоплює безліч біологічних класів, таких як ДНК, білки, глікани, віруси та ліпосоми.
«Кров – це складна рідина, яка містить понад 10 000 різних біомолекул. Застосовуючи передові методи фільтрації та використовуючи нашу платформу нанопор у поєднанні з інтелектуальними алгоритмами машинного навчання, ми зможемо ідентифікувати навіть найбільш невловимі білки», – стверджують дослідники. Є надія, що методика скринінгу ANU стане доступною для всіх охочих упродовж наступних п’яти років.
Джерело: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202300676