Wczesne wykrywanie choroby Alzheimera za pomocą prostego badania krwi
Wczesne wykrywanie choroby Alzheimera pozostaje jednym z najpilniejszych wyzwań współczesnej neurologii. Przy obecnych podejściach opartych na kosztownych technikach obrazowania lub inwazyjnej analizie płynu mózgowo-rdzeniowego, pacjenci często są diagnozowani w zaawansowanych stadiach, gdy leczenie ma ograniczoną skuteczność. Finansowany ze środków UE projekt 2D-BioPAD(odnośnik otworzy się w nowym oknie) stara się uzupełnić tę krytyczną lukę w wiedzy. W tym celu opracowuje narzędzie do diagnostyki w miejscu opieki, które umożliwia wczesne wykrywanie za pomocą prostego, znacznie mniej inwazyjnego badania krwi.
Technologia oparta na grafenie
Urządzenie opiera się na zaawansowanym biosensorze elektrochemicznym zbudowanym z grafenu, materiału 2D znanego ze swojej wyjątkowej wytrzymałości i przewodności. Dzięki zastosowaniu specyficznych aptamerów — syntetycznych cząsteczek zaprojektowanych tak, aby precyzyjnie wiązały się z białkami docelowymi — narzędzie może jednocześnie identyfikować kilka biomarkerów z jednej niewielkiej kropli krwi. Umożliwia to wykrywanie wskaźników choroby przy znacznie niższych stężeniach niż w przypadku konwencjonalnych metod. System, zaprojektowany do użytku poza specjalistycznymi szpitalami, umożliwia diagnozowanie lekarzom ogólnym i w lokalnych ośrodkach zdrowia. Celem nie jest zastąpienie skanów mózgu i punkcji lędźwiowych, ale umożliwienie wcześniejszych badań przesiewowych — a tym samym wcześniejszego wykrywania — zanim pojawią się objawy, czyli gdy leczenie jest bardziej skuteczne. „Są dobre powody, aby chcieć wiedzieć, czy rozwinie się u ciebie demencja” — komentuje Vincent Bouchiat, CEO i współzałożyciel francuskiej firmy Grapheal, partnera projektu 2D-BioPAD, w artykule(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opublikowanym w "Horizon, The EU Research & Innovation Magazine". „Nowe leki na chorobę Alzheimera są obiecujące pod względem opóźniania postępu choroby, co jest oczywiście ogromnym krokiem naprzód”.
Pomocna dłoń sztucznej inteligencji
Cechą charakterystyczną podejścia 2D-BioPAD jest strategiczna integracja sztucznej inteligencji w celu przezwyciężenia tradycyjnych ograniczeń rozwoju biosensorów. Projekt wykorzystuje uczenie maszynowe nie tylko do analizy danych, ale także jako podstawowe narzędzie w fazie projektowania biosensorów. Sztuczna inteligencja jest wykorzystywana do identyfikacji sekwencji aptamerów dla określonych celów biomarkerów, aby przyspieszyć ich wybór, zawęzić pulę kandydatów na aptamery i przewidzieć, jak dobrze określone aptamery będą działać w urządzeniu grafenowym. Modele AI są również wykorzystywane do badania ulepszeń produkcji biosensorów. Zespół początkowo skupia się na optymalizacji funkcjonalizacji czujnika przy użyciu publicznie dostępnych danych i wkładu partnerów technologicznych, co może umożliwić poprawę czułości, poziomów defektów i przewodności. Zalet narzędzia 2D-BioPAD jest kilka. Przede wszystkim wysoka czułość czujnika grafenowego zapewnia wykrywanie choroby przed wystąpieniem znacznego pogorszenia funkcji poznawczych, co otwiera krytyczne okno dla leczenia, które może mieć realny wpływ. Minimalnie inwazyjny charakter badania krwi zmniejsza również niepokój i dyskomfort pacjenta. Przenośne i łatwe w użyciu urządzenie przekształca badania przesiewowe w kierunku choroby Alzheimera ze złożonej, szpitalnej procedury w rutynową część podstawowej opieki zdrowotnej, co zmniejszy obciążenie systemów opieki zdrowotnej i prawdopodobnie znacznie obniży koszty diagnostyki. „Wczesne wykrywanie będzie realistyczną opcji dla ludzi tylko wtedy, gdy będzie niedrogie dla opieki zdrowotnej oraz bezbolesne i proste dla pacjenta", stwierdza Aristeidis Bakandritsos, starszy badacz w Czeskim Instytucie Zaawansowanych Technologii i Badań, który jest częścią koordynatora projektu Uniwersytetu Palackiego w Ołomuńcu w Czechach. Dzięki badaniom pilotażowym prowadzonym w Niemczech, Grecji i Finlandii, projekt 2D-BioPAD (Supple Graphene Bio-Platform for point-of-care early detection and monitoring of Alzheimer's Disease) obiecuje na nowo zdefiniować ekosystem diagnostyki choroby Alzheimera, dając nadzieję na wcześniejszą interwencję i lepsze wyniki pacjentów. Więcej informacji: strona internetowa projektu 2D-BioPAD(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
