Apleistos atogrąžų ligos – tai negalavimų grupė, kuria serga milijonai žmonių visame pasaulyje, dažnai skurdo nuniokotose pasaulio vietose, tačiau nesulaukia reikiamo mokslinio dėmesio. Šitosomozė yra viena iš tokių ligų – nuolatinė parazitinė infekcija, kuria serga maždaug 250 milijonų žmonių 78 šalyse, ypač Afrikoje ir Lotynų Amerikoje.
Kadangi šistosomozė yra nepakankamai ištirta, diagnostikos priemonių ir gydymo tobulinimas dažnai yra vėlyvas. Dabartinė diagnostika, skirta šistosomiozei tirti ir gydyti, ne visada nustato infekciją ankstyvose stadijose arba kai infekcija yra lengva. O kraujo tyrimai dažnai negali atskirti aktyvių ir buvusių infekcijų. Nediagnozuota ir negydoma šistosomozė gali sukelti rimtų šlapimo pūslės ar kepenų komplikacijų.
Dabar tyrėjų komanda, įskaitant infekcinių ligų specialistę ir Emory universiteto Medicinos mokyklos docentę Jessica Fairley, rado būdų, kaip aptikti šistosomiazę, kai kitais mažiau jautriais tyrimais nepavyksta, todėl gydymas buvo pradėtas anksčiau, o tai gali pagerinti ilgalaikius rezultatus. Jų išvados, pateiktos m Mokslo vertimo medicina, rodo pažadą sukurti klinikinį antikūnų tyrimą, kuris galėtų greitai ir lengvai užfiksuoti net ir mažą infekcijos lygį.
Tyrimo grupė naudojo interpretuojamą mašininį mokymąsi, kad atskirtų aktyvią infekciją turinčius asmenis nuo tų, kurie anksčiau buvo užsikrėtę. Palyginus sveikus ir užsikrėtusius asmenis dviejose žmonių grupėse iš Brazilijos ir Kenijos, paaiškėjo anksčiau nebūdingi aktyvios ligos požymiai, kuriuos galima panaudoti tikslesnei diagnozei nustatyti.
Mokslo ir inžinerijos partnerystė
Aniruddh Sarkar, šio dokumento bendraautorius ir Emory bei Džordžijos technologijos instituto biomedicinos inžinierius, daugiausia dėmesio skiria skysčių elgsenos mikro ir nano mastu elektroninių lustų tyrimams. Kadangi visa biologija vyksta skysčiuose, o elektroniniai lustai veikia tame pačiame mikroskopiniame mastelyje, kuriame egzistuoja ląstelės ir biomolekulės, Sarkaras bendradarbiavo su Fairley, kad pritaikytų savo patirtį „biologiniams procesams tirti labai pagrindiniu lygiu“, kaip jis sako.
Fairley ir Sarkar sujungė savo žinias apie infekcines ligas ir biologinių duomenų analizę nauju ir anksčiau nepripažintu būdu diagnozuoti šistosomiazę.
„Tradicinis aukso standartas yra mikroskopinis schistosomos parazito kiaušinių vizualizavimas”, – sako Fairley. „Jūs žiūrite pro mikroskopą, ir tai užima daug laiko. Taip pat gali nepastebėti infekcijos.”
Bendradarbiaudami su Sarkaru ir mašininio mokymosi specialistu Jishnu Das iš Pitsburgo universiteto, kitu šio straipsnio bendraautoriu, jie sugebėjo sukurti mašininio mokymosi platformą, kuri galėtų nustatyti šistosomozės biologinių žymenų grupes, turinčias daugiausia įžvalgų apie šią ligą. išsivystė tam tikriems pacientams. Sarkaras teigia, kad diagnozuojant antikūnų grupių savybes, o ne vieno žymens kiekį, bus galima atlikti geresnį darbą patikimai anksti aptikti ligą.
„Kai žiūrite į šiuos šimtus matavimų tik žmogaus akimi, net jei juos nubraižote naudodami juostines diagramas arba skritulines diagramas, modelių paieška gali būti sudėtinga“, – sako Sarkaras. „Tai atrodys kaip maišalynė. Štai kur šios technologijos atsiranda. Ji sutelkia dėmesį į duomenų dalį, kuri tikrai svarbi.”
Galutinis mokslininkų tikslas yra padidinti antikūnų tyrimą iki taško, kad jis galėtų pakeisti daugelį kitų diagnostikos metodų ir būtų greitai ir lengvai naudojamas kaimo vietovėse, kur šistosomozė dažnai yra labiausiai paplitusi.
Fairley yra optimistiškai nusiteikęs, kad infekcinių ligų žinių ir mašininės duomenų analizės partnerystė gali daug labiau prisidėti prie visuomenės sveikatos.
„Jishnu ir Aniruddh supažindinimas su užleistų infekcinių ligų pasauliu leido mums panaudoti jų analitinę patirtį kuriant naują diagnostiką“, – sako Fairley. „Ir ši tarpdisciplininė partnerystė rodo, kad galime skirti nepakankamai ištirtoms ligoms, tokioms kaip šistosomozė, jos nusipelno dėmesio, ir paskatinti gerinti pasaulinę visuomenės sveikatą.