Мы не видим цветов, не слышим звуков, однако молекулы в нашей крови говорят на тайном языке. Это незаметные вибрации, возникающие при воздействии вспышек инфракрасного света. Язык, который мог бы рассказать самую важную историю: историю скрининг дель канкро. Недавно некоторые ученые изИнститут квантовой оптики Общества Макса Планка в Германии они продемонстрировали, что Эти «молекулярные отпечатки пальцев» могут отличить больных раком легких от здоровых людей с точностью до 81%. Открытие, которое может открыть новую главу в диагностике онкологии, более быстрой и менее инвазивной, чем нынешняя биопсия тканей.
Скрининг рака и тайный язык молекул
Когда образцы крови подвергаются воздействию импульсов инфракрасного света лазера, молекулы в плазме они начинают вибрировать. Это не поэзия, это чистая физика: Различные компоненты молекул поглощают или отражают энергию световых импульсов и, как следствие, излучают свой характерный световой узор, который можно записать и прочитать как «инфракрасный молекулярный отпечаток». Что удивительного? Эта сигнатура различается у больных раком и здоровых людей. Меня восхищает, как наука может использовать невидимые явления, чтобы раскрыть такие важные истины.
исследование опубликованный Центральная наука ACS 9 Апрель открывает многообещающие сценарии. Система скрининга рака на основе инфракрасного излучения присоединяется к серии новых анализов крови, которые в настоящее время разрабатываются для диагностики множества видов рака, включая рак поджелудочной железы, молочной железы и желудка. Конечно, мы все еще находимся на ранних стадиях развития, но цель ясна: выявлять рак раньше, чем это делают доступные в настоящее время методы, и делать это менее инвазивным способом, чем традиционная биопсия тканей.
Скрининг рака, роль искусственного интеллекта и будущие задачи
Чтобы создать этот новый анализ крови, Микаэла Жигман и его коллеги впервые обучили модель искусственного интеллекта обнаруживать различия в отпечатках плазмы, собранных у более чем 2.100 человек. Выборка включала пациентов с раком легких, простаты, молочной железы или мочевого пузыря, которые еще не проходили лечение от своего заболевания. Сравнение? Для каждого больного раком исследователи показывали ИИ образец крови человека того же пола и возраста, не страдающего раком.
«Инфракрасная молекулярная дактилоскопия на основе лазера обнаруживает рак, демонстрируя его потенциал для клинической диагностики», — сказал соавтор исследования. Микаэла Жигман.
Обучив свою модель искусственного интеллекта с использованием этих данных, исследователи проверили, насколько точно она выявляет признаки рака в плазме примерно 430 человек, которые не были включены в исходные данные. Результат? Модель достигла точности до 81% в различении образцов плазмы пациентов с раком легких от образцов плазмы людей без этого заболевания. Я не могу не думать о том, сколько жизней можно было бы спасти, если бы мы смогли усовершенствовать эту технологию.
Текущие ограничения и перспективы
У луны всегда есть темная сторона (я говорю это с иронией, но метафора верна): модель раскрыла себя гораздо менее эффективен при выявлении трех других типов рака, включенных в исследование. Например, он определил только около 50% случаев рак молочной железы. Учитывая эти ограничения, потребуется провести гораздо больше исследований, прежде чем его можно будет использовать в клинической практике. Однако исследователи с оптимизмом смотрят на его перспективы. Теперь они планируют обучить модель на более широком спектре опухолей, используя данные большего количества пациентов, чтобы посмотреть, смогут ли они повысить ее точность в выявлении рака.
Мне нравится это сочетание осторожности и надежды, характерное для научных исследований. Каждое великое открытие всегда начинается с маленьких, неуверенных шагов. Скрининг рака на основе инфракрасных молекулярных отпечатков пальцев может однажды стать повседневной практикой в больницах, или же это может оказаться тупиком. Но каждая попытка приближает нас к пониманию этого сложного заболевания. А пока мы продолжим с удивлением вглядываться в этот тайный язык, который течет в наших жилах и ждет, когда его расшифруют.
