Físicos da Universidade Nacional Australiana (ANU) combinaram nanotecnologia, inteligência artificial e biologia molecular para conceber uma nova forma de procurar marcadores proteicos da doença de Alzheimer no sangue. Estes marcadores são sinais reveladores de neurodegeneração precoce, e a detecção precoce é a nossa melhor defesa contra uma intervenção eficaz na progressão da doença de Alzheimer. Embora atualmente não exista cura para a doença, se os sintomas puderem ser detectados com até 20 anos de antecedência, quando os sintomas aparecem pela primeira vez, tem o potencial de alterar drasticamente os resultados de saúde.
Embora muitas pesquisas tenham se concentrado no desenvolvimento de terapias direcionadas para tratar a doença de Alzheimer em estágio avançado, também foram feitos muitos progressos no campo do diagnóstico avançado.
O co-autor, Professor Patrick Kluth, da Escola de Pesquisa Física da Universidade Nacional Australiana, disse: "Atualmente, o diagnóstico de Alzheimer é baseado principalmente em evidências de deterioração intelectual em um estágio em que a doença danificou gravemente o cérebro. A detecção precoce é crucial para um tratamento eficaz, mas muitas vezes requer procedimentos invasivos e caros, como punções lombares no hospital, que podem representar um fardo físico e mental para os pacientes."
Os pesquisadores desenvolveram um chip de silício ultrafino coberto com buracos em nanoescala, conhecidos como nanoporos sólidos. Uma pequena quantidade de sangue é então colocada no chip e, através do processo de transferência de nanoporos, a complexa mistura de proteínas do sangue pode ser separada. O chip é então inserido num dispositivo do tamanho de um telemóvel, onde um algoritmo de inteligência artificial procura proteínas que correspondam a uma assinatura proteica associada à doença de Alzheimer de início precoce.
Os pesquisadores descobriram que, ao classificar os sinais de proteínas com base nas propriedades do sinal, o modelo teve uma precisão significativamente alta (especificidade de 96,4%) na identificação de quatro combinações de proteínas aprendidas por máquina. Como as proteínas contêm modelos genéticos únicos e personalizados, elas poderiam desempenhar um papel ainda maior no diagnóstico médico com a tecnologia certa.
O coautor Shankar Dutt, pesquisador da Universidade Nacional Australiana, disse: “Se a pessoa puder descobrir seu nível de risco com tanta antecedência, então ela terá tempo suficiente para começar a fazer mudanças agressivas no estilo de vida e estratégias de tratamento medicamentoso que podem ajudar a retardar a progressão da doença”.
Os investigadores observam que, embora a nova tecnologia se concentre na doença de Alzheimer, os algoritmos que utiliza podem ser treinados para procurar outras doenças e detectá-las simultaneamente. Estas doenças incluem a doença de Parkinson, esclerose múltipla (EM) e esclerose lateral amiotrófica (ELA).
“O sangue é um fluido complexo que contém mais de 10.000 moléculas biológicas diferentes”, disse Dutt. "Ao empregar técnicas avançadas de filtração e aproveitar nossa plataforma nanopore, combinada com nossos algoritmos inteligentes de aprendizado de máquina, poderemos identificar as proteínas mais evasivas."
Clouse acrescentou que a equipe espera que a tecnologia de triagem esteja disponível nos próximos cinco anos, permitindo que os pacientes obtenham resultados “quase em tempo real”.
“Este teste rápido e fácil pode ser realizado por médicos de clínica geral e outros médicos, eliminando a necessidade de visitas hospitalares e é particularmente conveniente para pessoas que vivem em áreas regionais e remotas”, disse ele.
A pesquisa foi publicada na revista SmallMethods.