Najnowsze badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają zupełnie nowy rozdział w diagnostyce i leczeniu chorób serca. Dzięki innowacyjnemu połączeniu mikroskopii optycznej i sztucznej inteligencji, uczeni opracowali nowatorską metodę nieinwazyjnego monitorowania procesu krzepnięcia krwi w czasie rzeczywistym. To przełomowe osiągnięcie może znacząco usprawnić personalizację leczenia u pacjentów z chorobą wieńcową.
Płytki krwi, znane również jako trombocyty, odgrywają kluczową rolę w procesie gojenia ran — to one jako pierwsze docierają do miejsca urazu i pomagają zatamować krwawienie. Jednak w organizmach osób z chorobami serca, te same płytki mogą działać zbyt intensywnie, tworząc niebezpieczne zakrzepy wewnątrz tętnic. Takie niekontrolowane skrzepliny mogą prowadzić do zawału serca lub udaru mózgu, co czyni ich monitorowanie niezwykle ważnym elementem profilaktyki.
Jak tłumaczy dr Kazutoshi Hirose, adiunkt w Szpitalu Uniwersyteckim Uniwersytetu Tokijskiego i główny autor badania, płytki krwi są jednym z najważniejszych czynników w patogenezie choroby wieńcowej, a dokładna ocena skuteczności leków przeciwpłytkowych u każdego pacjenta stanowi poważne wyzwanie medyczne. Obecne metody monitorowania są często inwazyjne, czasochłonne i nie zawsze pełni odzwierciedlają indywidualne reakcje pacjenta na leczenie.
Odpowiedzią na te problemy ma być nowo opracowany system oparty na mikroskopie wysokiej prędkości typu frequency-division multiplexed (FDM) oraz zaawansowanych algorytmach sztucznej inteligencji. Jak wyjaśnia współautor badania, dr Yuqi Zhou z Wydziału Chemii Uniwersytetu Tokijskiego, urządzenie to działa niczym superszybka kamera, zdolna rejestrować tysiące szczegółowych zdjęć komórek krwi przemieszczających się przez naczynia. Następnie do analizy tych obrazów wykorzystywana jest sztuczna inteligencja, która identyfikuje pojedyncze płytki, ich skupiska (czyli potencjalne zakrzepy), a nawet leukocyty obecne w przepływie krwi.
Zespół badawczy przetestował tę metodę na próbkach krwi od ponad 200 pacjentów. Zaobserwowano wyższy poziom agregacji płytek u osób z ostrym zespołem wieńcowym w porównaniu do pacjentów z przewlekłymi objawami. Potwierdza to, że technologia ta może być skuteczna w ocenie ryzyka zakrzepowego w czasie rzeczywistym, bez konieczności wykonywania bolesnych i ryzykownych zabiegów.
Co szczególnie istotne, naukowcy odkryli, że próbki krwi pobrane zwyczajnie z żyły w ramieniu dostarczają niemal tych samych informacji diagnostycznych, co próbki pobierane bezpośrednio z okolic serca. Aktualnie, aby uzyskać takie dane, lekarze muszą korzystać z procedur takich jak cewnikowanie, które wiążą się z większym ryzykiem powikłań i dyskomfortem dla pacjenta. Nowe odkrycie znacząco upraszcza cały proces i czyni go znacznie bezpieczniejszym.
Jak zaznacza profesor Keisuke Goda, lider zespołu badawczego, rozwój technologii szybkiego obrazowania i systemów opartych na AI daje naukowcom nowe narzędzia do obserwacji zmian biologicznych na poziomie komórkowym, których ludzkie oko nie jest w stanie dostrzec. Sztuczna inteligencja potrafi rozpoznać wzory i zakłócenia w przepływie płytek krwi, dzięki czemu możliwe jest przewidywanie sytuacji zagrożenia zanim dojdzie do poważnych powikłań.
Jednym z najważniejszych potencjalnych zastosowań tej technologii jest dostosowywanie terapii przeciwpłytkowej do potrzeb konkretnego pacjenta. Choć obecnie stosuje się standardowe dawki dla wszystkich, badania pokazały, że poszczególni pacjenci różnie reagują na te same leki — u niektórych dochodzi do powtórnych epizodów zakrzepowych, inni z kolei cierpią na nawracające krwawienia. Dzięki możliwości bieżącej oceny aktywności płytek, lekarze będą mogli precyzyjniej dobierać leki i dawki, optymalizując tym samym efektywność terapii i jednocześnie minimalizując ryzyko działań niepożądanych.
Jak trafnie zauważył dr Zhou, nawet tak mały element jak pojedyncza komórka krwi może wiele powiedzieć o naszym zdrowiu. Przełomowe badania naukowców z Uniwersytetu Tokijskiego pokazują, jak połączenie nowoczesnej technologii i zaawansowanych algorytmów może zrewolucjonizować podejście do diagnostyki i leczenia chorób serca, przynosząc wymierne korzyści zarówno pacjentom, jak i całemu systemowi opieki zdrowotnej.