Imaginez le stade Spartan rempli de 75 000 fans, tous portant des maillots verts et blancs – sauf une personne dans une chemise verte solide. Trouver cette personne serait difficile. C'est à quel point il est difficile pour les scientifiques de trouver des marqueurs de maladie – appelés biomarqueurs – dans le sang. Et au lieu d'un stade, les chercheurs doivent rechercher dans l'équivalent de 100 000 stades d'informations.
Pour relever ce défi, une équipe de recherche de la Michigan State University, travaillant avec des scientifiques de l'Université Augusta, de l'Institut Karolinska et de l'Université de Stanford, a utilisé la nanomédecine, l'intelligence artificielle ou l'IA, et une méthode pour étudier la cause et l'effet.
Leur objectif était de trouver des biomarqueurs rares pour le cancer de la prostate qui se sont propagés, et une condition appelée athérosclérose, qui provoque des artères obstruées. Leurs résultats de recherche ont été récemment publiés dans le Journal de génie chimique.
Les cellules affectées par la maladie sécrètent des protéines et d'autres biomolécules dans la circulation sanguine. Ces protéines fournissent des indices précieux sur l'état de santé ou la maladie d'un patient, et ils peuvent être collectés et étudiés. Une fois identifiés, ils ouvrent la voie à une progression importante dans le développement de traitements médicaux personnalisés ou de médecine de précision. «
Morteza Mahmoudi, professeur agrégé, Département de radiologie et programme de santé de précision au MSU College of Human Medicine
Comment ils ont fait la découverte
« Le plasma sanguin humain contient de nombreuses protéines différentes, et les protéines les plus rares sont celles qui contiennent des informations précieuses sur les maladies », a expliqué Mahmoudi. « Pour agrandir les informations des protéines plasmatiques moins abondantes, nous avons introduit de petites particules – des nanoparticules qui ne peuvent pas être vues avec l'œil humain – des échantillons de plasma. Ensuite, nous avons exploité l'IA et la causalité réelle pour analyser les résultats. C'est ainsi que nous identifions des biomarqueurs potentiels pour le cancer de la prostate métastatique et l'athérosclérose.
« C'est la première fois que la nanomédecine, la corona protéique, l'IA et la causalité réelle sont utilisées ensemble pour identifier une cause de maladie », a-t-il ajouté. « Nous sommes ravis car cette découverte a le potentiel de faire progresser la détection précoce et de développer des thérapies ciblées pour le cancer de la prostate et l'athérosclérose. »
Les chercheurs de MSU Mohammad Ghassemi, Borzoo Bonakdarpour et Liangiang Sun ont apporté des contributions importantes à cette recherche, a déclaré Mahmoudi. Les sources de financement incluent l'American Heart Association, le prix du programme de recherche des médecins du Programme de recherche sur le cancer de la prostate du département américain, le National Cancer Institute et la National Science Foundation.
