ALS Tanısında Yeni Bir Yaklaşım: Biyosensörler Erken Teşhisi Nasıl Dönüştürebilir?

Milan'daki tıp fakültesinden Rhode Island'da öncü biyosensör araştırmalarına uzanan yol ilk bakışta beklenmedik görünebilir. Ancak Dr. Riccardo Sirtori için merak ve işbirliği her zaman keşfin itici güçleri olmuştur.

Dr. Sirtori'nin biyosensörlere olan ilgisi, 2024 yılında Rhode Island Üniversitesi'nde Dr. Claudia Fallini'nin nörobilim laboratuvarı ile Dr. Daniel Roxbury'nin nanosensör laboratuvarı arasındaki bir işbirliğiyle başladı. Kimya mühendisi olan Dr. Roxbury, nanosensör konusunda uzmandır ve Dr. Sirtori, laboratuvarda çalışan eski oda arkadaşı Rodrigo Monroy Lopez tarafından bu teknolojiyle tanıştırılmıştır. Mühendislik ve nörobilim alanları yeni bir şekilde bir araya gelerek ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık.'nin teşhis edilme biçimini yeniden şekillendirebilecek bir fikri ateşledi.

Dr. Sitori, "Bu işbirliğine esas olarak eski oda arkadaşım bu laboratuvarda çalıştığı için başladık ve kullandığı teknolojiye ilgi duydum," diye açıkladı. Bu teknoloji daha önce bağışıklık hücrelerinin türlerini ayırt etmek için kullanılmıştı, ancak o bunun farklı bir amaç için potansiyelini gördü: ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık.'nin moleküler parmak izlerini tespit etmek.

Biyosensör nedir ve ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. için neden önemlidir?

Dr. Sirtori, "ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. için spesifik tanısal biyobelirteçler yok," diye açıkladı. "Biyobelirteç, fizyolojik veya patolojik bir durumu izlemek için kullanabileceğiniz herhangi bir analit veya analit grubudur."

ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık.'de çeşitli aday biyobelirteçler incelenirken, bunların çoğu belirli hastalık evreleriyle sınırlıdır ve klinik ilerlemeyi tutarlı bir şekilde yansıtmaz. Ekibi bunun yerine FDAFDAAmerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), gıda ve ilaçların güvenliğini ve etkinliğini düzenleyen bir kurumdur.'nın 'çok bileşenli entegre biyobelirteç' olarak tanımladığı şeyi kullanıyor: tek bir moleküle odaklanmak yerine bir örneğin moleküler parmak izini yakalayan bir profil.

"Yani bir insanın parmak izini almak gibi," dedi. "Belki bu parmak izinin içindeki bazı yönler veya bazı özellikler farklı patolojik durumlar arasında paylaşılıyor. Ve biyosensörümüzle görebildiğimiz şey de bu."

Bu karmaşık verileri matematiksel modelleme yoluyla entegre ederek, teknoloji ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. örneklerini sağlıklı olanlardan ayırt edebilir ve gelecekte potansiyel olarak daha da ileri gidebilir.

Örneklerden içgörülere

Target ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. Küresel Doğal Seyir Çalışması'ndaki 39 katılımcıdan alınan serum örneklerini kullanarak (yaklaşık yarısı sporadik ALSSporadik ALSALS vakalarının çoğunluğunu oluşturan, bilinen genetik bir nedeni olmayan ALS formu.'li bireyleri ve yarısı sağlıklı kontrolleri içeriyor), Dr. Sirtori'nin ekibi yaklaşımlarını test etmek için bir makine öğrenimi modeli eğitti. Bu işbirliği, makine öğrenimi modelinin oluşturulmasına rehberlik eden makine öğrenimi uzmanı Dr. Nicholas Fisk ve Brown Üniversitesi'nden Dr. Vincent LaBarbera'yı içeriyor.

"Biyosensörümüze dayanarak, ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. örneklerini sağlıklı nörolojik olmayan kontrol örneklerine karşı %92 doğrulukla sınıflandırabilen bir makine öğrenimi modeli oluşturabildik," dedi.

Eşit derecede önemli olan, biyosensörler tarafından tespit edilen moleküler özellikler, bir hastanın hastalığının ne kadar hızlı ilerlediğiyle de ilişkiliydi. "Target ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. sayesinde, bu hastaların ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. Fonksiyonel Derecelendirme Ölçeği'ndeki klinik skorlarına farklı zamanlarda sahibiz," diye açıkladı. "Sensörümüz tarafından tespit edilen bazı özellikleri hastalığın ilerleme hızıyla da ilişkilendirebildik. Ve bu, prognostikPrognostikBir hastalığın seyri, ilerleyişi ve muhtemel sonucu ile ilgili öngörü. amaçlar için son derece yararlı olabilir."

Zorluklar ve sonraki adımlar

Dr. Sirtori, makine öğrenimi tabanlı teknolojideki temel zorluklardan birinin, bulguların farklı hasta grupları arasında genellenebilir olmasını sağlamak olduğunu söyledi. "Mümkün olduğunca çok parmak izi elde edebilmemiz için büyük miktarda örneğe ihtiyacımız var," dedi. "ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. hastaları arasında bu olası parmak izi değişkenliğinde paylaşılan özellikleri tespit edebilmek istiyoruz."

Ekibi şimdi veri setlerini genişletmek ve modeli daha spesifik hale getirmek için çalışıyor. "Bir sonraki adım da onu giderek daha spesifik hale getirmek," dedi. "Aslında ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık.'si olmayan, ancak motor nöropatileri veya diğer nörodejeneratif hastalıkNörodejeneratif HastalıkBeyin ve sinir sisteminin ilerleyici ve geri dönüşü olmayan hasarına neden olan hastalıklar grubudur.lar gibi yakından ilişkili bazı hastalıklara sahip hastaların örneklerini dahil etmek."

İşbirliğinin ve açık bilimin gücü

Dr. Sirtori için işbirliği sadece bilimsel sürecin bir parçası değil, aynı zamanda temelidir. "Bizim için bu temel," dedi. "URI büyük bir okul, ancak bir araştırma enstitüsü olarak diğerleri kadar büyük değil. Başvurduğumuz bir hastanemiz yok. Bu nedenle, laboratuvarlar arası, laboratuvarlar ve hastaneler arası, Target ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. gibi kar amacı gütmeyen kuruluşlar ile akademik çevre arasındaki işbirliği bizim için temeldir, çünkü kelimenin tam anlamıyla bundan yaşıyoruz."

Ayrıca, Target ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. gibi kuruluşların biyobankalar sağlama ve kurumlar arasında koordinasyon sağlama konusundaki hayati rolünü vurgulayarak, bu tür ortaklıkları "değerli" olarak nitelendirdi. Ekibi şimdi modeli büyütmek ve iyileştirmek için Brown Üniversitesi'ndeki klinisyenKlinisyenHastaları doğrudan muayene eden, tanı koyan ve tedavi süreçlerini yöneten tıp doktoru.lerle işbirliğini derinleştiriyor.

Target ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. aracılığıyla yüksek kaliteli biyolojik örneklere ve uzunlamasınaUzunlamasınaAynı bireylerin zaman içinde birden fazla noktada takip edildiği ve verilerin toplandığı bir çalışma tasarımı. klinik verilere erişim, Dr. Sirtori'nin ilerlemesinde etkili olmuştur. Nanoyapı teknolojisinin açık bilim işbirliğiyle entegrasyonu, umut verici bir tanısal konsepti bir gün ALSALSBeyin ve omurilikteki motor sinir hücrelerinin kaybıyla karakterize, kas erimesi ve güç kaybına yol açan ilerleyici bir nörodejeneratif hastalık. bakımını dönüştürebilecek bir şeye dönüştürmeye yardımcı oluyor, dedi.