Az ELKH Szegedi Biológiai Kutatóközpont Horváth Péter által vezetett kutatócsoportja a sejteken belüli rendellenes fehérjeváltozások precíz leírására alkalmas, világviszonylatban is újdonságnak számító, mesterséges intelligenciára épülő képfeldolgozásos eljárást fejlesztett ki, amely hozzájárulhat a daganatos betegségek korai diagnosztikájához és a célzott kezelés továbbfejlesztéséhez – tájékoztatta Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) a sajtó képviselőit.
Az információ alapján a mesterséges intelligencia vezérelte mikroszkópos képelemzés az egyes sejtek funkcionalitását meghatározó fehérjék elemzésének szintjéig történő fejlesztésével felbecsülhetetlen információ nyerhető ki diagnosztikai és terápiás célokra.
Az SZBK-ban Horváth Péter és kutatócsoportja hosszú évek óta világviszonylatban is illusztris eredményeket ér el a mesterséges intelligenciát alkalmazó mikroszkópos képfeldolgozásban. A dél-alföldi laborban már rutineljárásnak számít a szöveteket felépítő egyéni igényeknek megfelelő sejtek precíz jellemzésére alkalmas egysejt-analízis.
A tudósok ezt a technikát most olyan szuperérzékeny eljárással vegyítették, amely a kóros sejtek morfológiai eltérésein túl a sejteken belüli rendellenes fehérjeváltozásokat is képes rendkívüli pontossággal leírni. A sejt egész fehérjetartalmának elemzése kulcsfontosságú információkkal szolgál az élettani és a kóros sejtműködések jobb megértéséhez, ezáltal nagyszerű a funkciója például a daganatos kórfolyamatok részletes jellemzésében, ezáltal ugyanakkor a korai diagnosztika és a célzott kezelés továbbfejlesztésében – mutatnak rá a korszerű eredmények gyakorlati hasznosítási lehetőségeire a Nature Biotechnology című folyóirat honlapján frissen megjelent közlemény szerzői.
A szegedi tudósok a mélytanulást alkalmazó sejtfelismerő algoritmusok segédkezésével az emberi szemnél milliószor gyorsabban és azonos vagy nagyobb precizitással ismerik fel a szövetmintákról készült digitális felvételeken megjelenő rendellenes sejteket. Az ilyen formában azonosított kóros sejteket mikrométeres pontossággal kimetszik a mintából, ezt a kinyert egysejtek molekuláris elemzése követ, ez mostanáig alapvetően a sejt DNS-állományának leírására irányult.
Horváth Péter és kutatócsoportja nagyjából két éve társítható be egy internacionális kutatási projektbe. Egy olyan molekuláris módszert sikerült kifejleszteniük, amely egyetlen sejt szintjére miniatürizálta a fehérjék tömegspektrometriás elemzését. Az analízis érzékenységét csaknem százszorosára növelve lehetővé vált, hogy egyetlen mintában több ezer fehérje mennyiségét meghatározzák, és ezáltal precíz képet kapjanak a sejt fehérjekészletéről. A munka ellenben nem áll meg ennél a fázisnál, a tudósok a kóros sejtekben egyedinek mutatkozó fehérjék biológiai szerepét is vizsgálják, ami alapján új terápiás célpontok azonosítása is gyanítható a közeljövőben.
A szervezet sok milliárd sejtje közt akár már egyetlen egy kóros működése is elég ahhoz, hogy visszafordíthatatlan folyamatok induljanak el. Az ilyen kiindulási kóros sejtek megtalálása a rákprevenció és a korai rákgyógyítás kulcsfontosságú eszköze lehet. Mivel a korszerű onkológiai gyógyszerek jellemzően valamilyen kóros fehérjeműködés célzott befolyásolásával hatnak, a rendellenes sejtekben feltárt fehérjeváltozások feltérképezése újabb lendületet adhat az onkoterápiák fejlődésének.
Horváth Péter alapján a mesterséges intelligencián alapuló egysejt-proteomika akár már az későbbi két évben bekerülhet a klinikai gyakorlatba, és áttörést hozhat a személyre szabott onkoterápiában. E távlati cél megvalósítását patronálja az a jelen pillanatban Szegeden épülő Tématerületi Kiválósági Centrum is, amely az elképzelések alapján a Föld legkorszerűbb egysejt-kinyerő és egysejt-analitikai centruma lesz – áll a közleményben.
mti