Shkencëtarët kanë realizuar një test që mund të identifikojë viruset e frymëmarrjes brenda pesë minutave

Shkencëtarët kanë realizuar një test diagnostikues të parë në botë, i mundësuar nga inteligjenca artificiale, që mund të identifikojë viruset e njohura të frymëmarrjes brenda pesë minutave nga vetëm një shtupë nazale ose fyti. Testi i ri diagnostikues mund të zëvendësojë metodat aktuale që janë të kufizuara në testimin e vetëm një infeksioni – siç është testi i rrjedhës anësore për COVID-19 – ose përndryshe janë ose të bazuara në laborator dhe kërkojnë kohë ose të shpejta dhe më pak të sakta.

Metodologjia e re e zbulimit dhe identifikimit të virusit përshkruhet në një punim të botuar në ACS Nano, me autor nga studenti i Departamentit të Fizikës, Nicolas Shiaelis, së bashku me autorët përkatës, profesorin Achillefs Kapanidis nga Departamenti i Fizikës dhe Dr. Nicole Robb nga Universiteti i Warwick dhe Visiting. Pedagog në Departamentin e Fizikës në Oksford.

Dokumenti demonstron se si mësimi i makinerive mund të përmirësojë ndjeshëm efikasitetin, saktësinë dhe kohën e nevojshme për të identifikuar jo vetëm lloje të ndryshme virusesh, por edhe për të bërë dallimin midis shtameve.

Nicolas Shiaelis dhe Dr. Robb bashkëpunuan me Spitalin John Radcliffe për të vërtetuar metodën e re që përdor softuerin e AI për të identifikuar viruset. Teknologjia novatore e testimit kombinon etiketimin molekular, vizionin kompjuterik dhe mësimin e makinerive për të krijuar një platformë universale të imazhit diagnostikues që shikon drejtpërdrejt një mostër pacienti dhe mund të identifikojë se cili patogjen është i pranishëm në pak sekonda – shumë si softueri i njohjes së fytyrës, por për mikrobet.

Hulumtimet paraprake treguan se ky test mund të identifikojë virusin COVID-19 në mostrat e pacientëve dhe puna e mëtejshme përcaktoi se testi mund të përdoret për të diagnostikuar infeksione të shumta të frymëmarrjes.

Në studim, studiuesit filluan duke etiketuar viruset me ADN me një fije floku në mbi 200 mostra klinike nga Spitali John Radcliffe. Imazhet e mostrave të etiketuara u kapën duke përdorur një mikroskop komercial fluoreshent dhe u përpunuan nga një softuer i personalizuar për mësimin e makinerive që është trajnuar për të njohur viruse specifike duke analizuar etiketat e tyre fluoreshente, të cilat shfaqen ndryshe për çdo virus, sepse madhësia, forma dhe kimia e sipërfaqes së tyre ndryshojnë.

Rezultatet tregojnë se teknologjia është në gjendje të identifikojë me shpejtësi lloje dhe lloje të ndryshme të viruseve të frymëmarrjes, duke përfshirë gripin dhe COVID-19, brenda pesë minutave dhe me saktësi >97%.

Në vitin 2021, Nicolas Shiaelis dhe Dr. Robb themeluan Universitetin e Oksfordit spin-out Pictura Bio që tani licencon teknologjinë. “Qëllimi ynë në Pictura Bio është ta kthejmë metodën në një test diagnostikues duke krijuar një imazher të dedikuar dhe një fishek me përdorim të vetëm për t’u përdorur në testimin në pikën e kujdesit, me të dhëna të kufizuara nga përdoruesi,” shpjegon Nicolas Shiaelis. “Ne po zgjerojmë gjithashtu numrin e viruseve mbi të cilat modelet janë trajnuar dhe përfundimisht do të fillojmë të shikojmë patogjenë të tjerë, si bakteret dhe kërpudhat, në mostrat e frymëmarrjes, gjakun dhe urinën.”

Dr. Robb vazhdon, “Rastet e infeksioneve të frymëmarrjes në dimrin 2022/23 kanë arritur nivele rekord, duke rritur numrin e njerëzve që kërkojnë ndihmë mjekësore. Kjo e kombinuar me numrin e mbetur të COVID-19, mungesat e stafit, buxhetet më të shtrënguara dhe një popullsi në plakje NHS dhe fuqia e tij punëtore nën presion të jashtëzakonshëm dhe të paqëndrueshëm.”

“Metoda jonë e thjeshtuar e testimit diagnostik është më e shpejtë dhe më kosto-efektive, më e saktë dhe prova në të ardhmen se çdo test tjetër i disponueshëm aktualisht. Nëse duam të zbulojmë një virus të ri, gjithçka që duhet të bëjmë është të rikualifikojmë softuerin për ta njohur atë, në vend që zhvillojnë një test krejtësisht të ri. Gjetjet tona demonstrojnë potencialin që kjo metodë të revolucionarizojë diagnostikimin viral dhe aftësinë tonë për të kontrolluar përhapjen e sëmundjeve të frymëmarrjes.”

Nicolas Shiaelis përfundon: “Është e pashmangshme që të shfaqen viruse të tjerë të ngjashëm me COVID. Kjo përforcon nevojën për teknologji më të avancuar të testimit diagnostik, në mënyrë që të mund të zvogëlojmë ndikimin e viruseve të reja në shëndetin publik dhe NHS”.