Các nhà vật lý tại Đại học Quốc gia Úc (ANU) đã kết hợp công nghệ nano, trí tuệ nhân tạo và sinh học phân tử để tạo ra một phương pháp mới nhằm tìm kiếm các dấu hiệu protein của bệnh Alzheimer trong máu. Những dấu hiệu này là dấu hiệu nhận biết sự thoái hóa thần kinh sớm và việc phát hiện sớm là cách bảo vệ tốt nhất của chúng ta trước việc can thiệp hiệu quả vào sự tiến triển của bệnh Alzheimer. Mặc dù hiện tại không có cách chữa trị căn bệnh này, nhưng nếu các triệu chứng có thể được phát hiện trước 20 năm khi các triệu chứng xuất hiện lần đầu tiên, nó có khả năng thay đổi đáng kể kết quả sức khỏe.
Trong khi nhiều nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các liệu pháp nhắm mục tiêu để điều trị bệnh Alzheimer giai đoạn cuối, thì cũng đã đạt được tiến bộ lớn trong lĩnh vực chẩn đoán nâng cao.
Đồng tác giả, Giáo sư Patrick Kluth từ Trường Vật lý Nghiên cứu thuộc Đại học Quốc gia Australia cho biết: "Hiện nay, việc chẩn đoán bệnh Alzheimer chủ yếu dựa trên bằng chứng về sự suy giảm trí tuệ, và ở giai đoạn này, bệnh đã gây tổn thương não nghiêm trọng. Xét nghiệm ở giai đoạn đầu rất quan trọng để điều trị hiệu quả nhưng thường yêu cầu các thủ thuật xâm lấn và tốn kém như chọc dò tủy sống trong bệnh viện, có thể gây tổn hại về thể chất và tinh thần cho bệnh nhân. "
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một con chip silicon siêu mỏng chứa đầy các lỗ có kích thước nano, được gọi là lỗ nano rắn. Sau đó, một lượng nhỏ máu được đặt lên con chip và thông qua quá trình chuyển giao lỗ nano, hỗn hợp phức tạp của protein trong máu có thể được tách ra. Sau đó, con chip này được đưa vào một thiết bị có kích thước bằng điện thoại di động, trong đó thuật toán trí tuệ nhân tạo sẽ tìm kiếm các protein phù hợp với dấu hiệu protein liên quan đến bệnh Alzheimer khởi phát sớm.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng bằng cách phân loại tín hiệu protein dựa trên đặc tính tín hiệu, mô hình có độ chính xác cao đáng kể (độ đặc hiệu 96,4%) trong việc xác định bốn tổ hợp protein học bằng máy. Vì protein chứa các bản thiết kế di truyền được cá nhân hóa và độc đáo nên chúng có thể đóng vai trò lớn hơn nữa trong chẩn đoán y tế nếu có công nghệ phù hợp.
Đồng tác giả Shankar Dutt, một nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Australia, cho biết: "Nếu một người có thể xác định mức độ rủi ro của mình trước đó thì họ có đủ thời gian để bắt đầu thực hiện những thay đổi tích cực trong lối sống và áp dụng các chiến lược điều trị bằng thuốc có thể giúp làm chậm sự tiến triển của bệnh."
TAGP H64
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù công nghệ mới chủ yếu nhắm vào bệnh Alzheimer bệnh, thuật toán mà nó sử dụng cũng có thể được huấn luyện để tìm kiếm các bệnh khác và phát hiện chúng cùng một lúc. Những bệnh này bao gồm bệnh Parkinson, bệnh đa xơ cứng (MS) và bệnh xơ cứng teo cơ một bên (ALS).
"Máu là một chất lỏng phức tạp chứa hơn 10.000 phân tử sinh học khác nhau," Dutt nói. "Bằng cách sử dụng công nghệ lọc tiên tiến và tận dụng nền tảng nanopore của chúng tôi, kết hợp với các thuật toán học máy thông minh, chúng tôi có thể xác định được các protein khó nắm bắt nhất."
Cluse nói thêm rằng nhóm hy vọng công nghệ sàng lọc này sẽ ra mắt trong vòng 5 năm tới, cho phép bệnh nhân nhận được kết quả "gần như thời gian thực".
Ông cho biết: "Các bác sĩ đa khoa và các bác sĩ lâm sàng khác có thể thực hiện xét nghiệm nhanh chóng và đơn giản này, giúp loại bỏ nhu cầu đến bệnh viện và đặc biệt thuận tiện cho những người sống ở vùng sâu vùng xa."
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Phương pháp nhỏ.