در یک پیشرفت جدید هیجان‌انگیز، یک تیم چند رشته‌ای از محققان در CSIR-موسسه ملی علوم و فناوری بین‌رشته‌ای (NIIST)، Thiruvananthapuram، ادعا کرده‌اند که به تکمیل اعتبار بالینی یک پلت فرم تشخیصی که امکان تشخیص زودهنگام را می‌دهد بسیار نزدیک هستند. بسیاری از سرطان ها و بیماری آلزایمر (AD) از طریق یک آزمایش خون ساده و مقرون به صرفه.
همچنین بخوانید |به گفته کارشناسان، تشخیص زودهنگام تومورها می تواند به درمان سرطان سینه کمک کند
پروژه ساخت زمین
یک پروژه «پیشگامانه»، ما قبلاً فاز 1 مطالعات آزمایشی را برای اعتبار سنجی بالینی اولیه روش تشخیصی که توسعه داده‌ایم، بر روی پلت فرم تکنیک بسیار حساس طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی (SERS) تکمیل کرده‌ایم. دکتر سی آناندهاراماکریشنان، مدیر CSIR-NIIST، می‌گوید: ما امیدواریم که به زودی این کار را از طریق آزمایش‌های بزرگتر که شامل شرکای بالینی متعدد است، کامل کنیم.
پس از تحقیقاتی که بیش از هشت سال به طول انجامید، تیم NIIST یک پلت فرم تشخیصی مبتنی بر SERS و کاوشگرهای نانوذراتی کاربردی ایجاد کرد که امکان تشخیص درجات مختلف سرطان دهانه رحم و سه نشانگر اصلی برای سرطان سینه را از نمونه‌های بافتی فراهم می‌کرد. این فناوری قبلاً به ثبت رسیده است.
(برای دریافت برترین اخبار روز سلامت، در خبرنامه ما عضو شوید Health Matters)
ما می‌خواستیم تجربه گسترده خود را با طیف‌سنجی رامان در تشخیص پزشکی یک قدم جلوتر ببریم و یک روش تشخیص سرطان غیرتهاجمی در همان پلتفرم بسازیم. دکتر Anandharamakrishnan می‌گوید: با ادغام SERS با هوش مصنوعی (AI)، ما اکنون مدل‌های ریاضی را توسعه داده‌ایم که می‌تواند اثر انگشت رامان زیست مولکولی منعکس‌شده در نمونه‌های خون را تجزیه و تحلیل کند و تغییرات متابولیکی اولیه را که نشان‌دهنده سرطان است، تشخیص دهد.
استفاده از طیف سنجی رامان
طیف‌سنجی رامان، که در سال 1928 اختراع شد، یک تکنیک تحلیلی قدرتمند است که با اندازه‌گیری پراکندگی نور لیزر، بینش‌های ارزشمندی را در مورد ترکیب مولکولی و ساختار نمونه ارائه می‌کند.
از 10 تا 15 سال گذشته، SERS، شکل پیشرفته‌ای از طیف‌سنجی رامان معمولی، به دلیل پتانسیل آن برای شناسایی متابولیت‌های اولیه یا بیومارکرهای سرطان در خون، به عنوان ابزاری ممکن برای کمک به تشخیص سرطان غیرتهاجمی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. معروف به “بیوپسی مایع”). طبق متون، طیف‌سنجی رامان به دلیل حساسیت بالای آن به بیومولکول‌ها، تجزیه و تحلیل سریع و نتایج، عدم آماده‌سازی نمونه و ماهیت غیرمخرب آن، به ویژه برای آنالیز خون مناسب است.
پلاسمای جدا شده از نمونه های خون در طیف سنج رامان قرار می گیرد و طیف های مختلف به دست آمده از این طریق برای اثر انگشت متابولیت رامان تجزیه و تحلیل می شوند. این برای تشخیص دقیق بدخیم یا خوش خیم بودن با الگوریتم ایجاد شده توسط هوش مصنوعی مطابقت دارد.
تجزیه و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی
NIIST با یک استارت آپ به نام Olusium Technologies که در فناوری های مبتنی بر هوش مصنوعی تخصص دارد، همکاری کرده است تا با انجام بیش از هزاران خوانش طیف، الگوریتم را کامل کند. به عنوان یک فرآیند موازی، تجزیه و تحلیل SERS-AI نیز با مطالعات سیتوپاتولوژی / تصویربرداری معمولی نمونه‌های بیولوژیکی مطابقت داده می‌شود تا از دقت اطمینان حاصل شود.
دکتر آناندهاراماکریشنان می گوید: «تأیید اعتبار می تواند زمان بر باشد، به خصوص اگر بخواهیم سطوح دقت را به 99 درصد برسانیم.
اختلالات عصبی دژنراتیو
سال گذشته، این تیم توجه خود را به اختلالات عصبی، به ویژه بیماری آلزایمر (AD) معطوف کرد تا تشخیص دهد که آیا تشخیص زودهنگام این بیماری از نمونه‌های خون با استفاده از همین فناوری امکان‌پذیر است یا خیر.
در اینجا، محققان به دنبال عدم تعادل برخی نشانگرهای زیستی رایج خاص AD، با استفاده از SERS و کاوشگرهای نانوذراتی برای طبقه‌بندی نمونه‌های خون به عنوان “سالم”، “با اختلال شناختی خفیف (MCI)” و “زوال عقل” هستند. این در برابر تصاویر MRI و گزارش های ارزیابی شناختی توسط پزشکان تأیید می شود. این پروژه سه ساله توسط ICMR تامین مالی می شود.
مطالعه مقدماتی آغاز شده است و تیمی از پزشکان، از جمله کسانی از کالج پزشکی دولتی، Thiruvananthapuram، در حال بررسی برای تایید نتایج مبتنی بر طیف هستند.
آزمایشات معمول خون
“بزرگترین مزیت در واقع این است که آزمایش غیرتهاجمی و مقرون به صرفه است. ما امیدواریم که هزینه کمتر از 200 روپیه برای هر آزمایش را داشته باشیم.دکتر. آناندهاراماکریشنان، مدیر CSIR-NIIST
نکته برجسته پلتفرم تشخیصی مبتنی بر SERS با هدایت کامپیوتری که تیم NIIST ابداع کرده است این است که تشخیص زودهنگام سرطان ها و AD را می توان به عنوان آزمایش خون معمول در محل، در بیمارستان ها و آزمایشگاه ها با استفاده از یک طیف سنج قابل حمل رامان ارائه کرد. NIIST در حال حاضر در حالت ماموریت بر روی نمونه اولیه یک طیف سنج دستی رامان کار می کند.
نیازی به آماده سازی نمونه نیست و نتایج در کمتر از نیم ساعت در دسترس است. الگوریتم هوش مصنوعی را می توان در یک تراشه سخت افزاری قرار داد تا در دستگاه نصب شود.
“بزرگترین مزیت در واقع این است که آزمایش غیرتهاجمی و مقرون به صرفه است. ما امیدواریم که هزینه کمتر از 200 روپیه برای هر آزمایش را داشته باشیم.