Szabadalom, amely közelebb hozza a személyre szabott gyógyítást
A személyre szabott gyógyítást forradalmasíthatja a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpontban (HUN-REN SZBK) kifejlesztett technológia. Horváth Péter és kutatócsoportja által kifejlesztett rendszer a mesterséges intelligencia segítségével egyszerre akár száz beteg sejtmintáját képes vizsgálni, így jelentősen fel tudja gyorsítani a gyógyszerfejlesztést és a célzott terápiák kiválasztását. A módszert már tesztelik, az első eredmények biztatóak.
Eddig is léteztek 3D-s szövetmodellek, az úgynevezett szferoidok, és létezett a light-sheet mikroszkópia is, amellyel rétegről rétegre láthatóvá tehetők ezek a miniatűr emberi minták. Csakhogy ezek a vizsgálatok rendkívül időigényesek voltak: egyetlen gyógyszer elemzése rengeteg mikroszkópos képet és hosszas kiértékelést igényelt.
A személyre szabott orvoslás régóta ígéretes irány, de a valóságban sokszor beleütközünk a technikai korlátokba. Eddig kevés mintát tudtunk csak egyesével vizsgálni, ami nem csak lassú, hanem sokszor gazdaságosan sem kivitelezhető – magyarázza Horváth Péter, a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biokémiai Intézetének igazgatója és a csoport vezetője.
Mi az a szferoid?
A szferoid apró, 3D-s sejttenyészet – gyakorlatilag egy miniatűr szövetdarabka, amelyet laboratóriumi körülmények között növesztenek. Azért fontos, mert a sejtek így nem síkban, hanem térben kapcsolódnak egymáshoz, ahogy az emberi szervezetben is.
A technológia legnagyobb előnye, hogy organoidokra, sőt egy-egy betegből vett mintákra is kiterjeszthető. Ez nemcsak a betegségek mechanizmusainak kutatását segíti (pl: tumorok növekedésnek monitorozása, Alzheimer-kór), hanem személyre szabott gyógyszerteszteket is lehetővé tesz és kiválthatja az állatkísérleteket.
Tömeges mintavizsgálat és AI egy tenyérnyi lemezen
A szegedi kutatócsoport a Nature Communications hasábjain publikált egy olyan új eljárást, amellyel emberi időt tud spórolni a képelemző vizsgálatok során. Az újonnan kifejlesztett mintatartó kapacitása folyamatos fejlesztés alatt van, de egyszerre akár átlagosan száz szferoidot is képes befogadni a mikroszkóp. A mikroszkópos képeket pedig AI segítségével elemzik a kutatók, már automatizáltan.
A kutatás célja kezdettől fogva egy egységes platform létrehozása, amely a piacon elérhető technológiák erősségeit továbbfejleszti és egy rendszerben ötvözi, miközben bárki számára egyszerűen bevezethető marad. Ezt úgy kell elképzelni, hogy egy robot először kiválasztja a legmegfelelőbb mintákat, majd különféle gyógyszeres közegekbe helyezi őket. A speciálisan tervezett, átlátszó mintatartóban a mikroszkóp rétegenként „felszeleteli” a vizsgált mintákat, miközben a mesterséges intelligencia több millió képet értékel ki teljesen automatikusan – fogalmaz Diósdi Ákos, a tanulmány első szerzője.
A HCS-3DX fejlesztése nemzetközi együttműködésben valósult meg. A szegedi kutatók partnerei között volt Filippo Piccinini és Francesco Pampaloni, valamint a Helmholtz Zentrum München Institute of AI for Health és az University of Helsinki Institute for Molecular Medicine Finland szakemberei.
Szegedről a személyre szabott gyógyítás jövőjébe
A fejlesztés nemcsak laboratóriumi siker: a kutatók célja, hogy a módszer mielőbb valós klinikai és ipari környezetben is hasznosuljon. Az új mintatartó már most összehangolható a gyógyszerkutatásban használt automatizált rendszerekkel, így beilleszthető a meglévő gyógyszertesztelési folyamatokba is.
A célunk, hogy minden páciens mintájából egyfajta miniatűr modell szülessen, amelyen gyorsan meg tudjuk mondani, melyik kezelés működik nála legjobban – mondja Horváth Péter.
A módszert már tesztelik a Heidelbergi Gyermekklinikával együttműködésben, agydaganatos gyermekek mintáin. Az első eredmények biztatóak.
