Ne samo da je teško dijagnostikovati i odrediti tumor mozga u ranoj fazi – određene poteškoće mogu nastati čak i nakon pojave simptoma. Naučnici Tomskog državnog univerziteta razvili su novi neinvazivni pristup dijagnostici glioma, jednog od najtežih tipova tumora na mozgu. Koristeći Ramanovu spektroskopiju, otkrili su biotragove — hemijska jedinjenja koja luči tumor — u krvi. Istraživanje je predstavljeno u članku objavljenom u časopisu Pharmaceutics.
„Moguće je utvrditi vrstu tumora samo histološkim pregledom, koji se sprovodi nakon što je neoplazma uklonjena“, komentariše Jurij Kistenjev, šef Laboratorije za lasersko molekularno snimanje i mašinsko učenje TSU. „Međutim, metode optičke analize značajno proširuju dijagnostičke mogućnosti i, štaviše, omogućavaju da sve radimo neinvazivno, bez uzimanja bioloških tkiva. Pri tome smo koristili Ramanovu spektroskopiju, koja pomaže u otkrivanju hemijskih jedinjenja u biološkim tečnostima i tkivima sa visokom preciznošću.“
U početnoj fazi, naučnici su radili sa literaturom specifičnom za teren i prikupljali informacije o vrstama bioloških markera koji se nalaze u tkivima glioma. Zatim su sproveli eksperiment na laboratorijskim životinjama: miševima su ubrizgane ćelije humanog glioblastoma, a nakon različitih vremenskih perioda ispitan je njihov krvni serum, a oni sami su uklonjeni iz eksperimenta. Pomoću Ramanove spektroskopije, naučnici su identifikovali specifične frekvencije koje omogućavaju da se precizno odrede tragovi glioma u biološkim tečnostima i podele miševe na zdrave i nezdrave grupe.
Novi podaci su prikupljeni u biblioteku koju je istraživački tim koristio za obuku neuronske mreže koja je pomogla da se automatizuje proces analize.
„Ono što naš pristup čini korisnim je to što nam omogućava da pronađemo tragove tumora u ranoj fazi, pre nego što se simptomi manifestuju“, objašnjava Jurij Kistenjev. „Stvar je u tome da glioblastom menja biohemijski sastav krvi. On luči supstance i tumorske ćelije koje završavaju u krvi, koja ih nosi po celom telu. Analizom ovih biotragova možemo dobiti podatke o nastanku raka: te informacije zauzvrat može se koristiti za dijagnostikovanje bolesti ili praćenje efikasnosti lečenja.“
Prema naučnicima, novi pristup može se pokazati obećavajućim za otkrivanje drugih vrsta tumora. Sve maligne neoplazme luče specifična hemijska jedinjenja, a ako se zna koji su tačni biotragovi povezani sa određenim zdravstvenim stanjem, mogu se otkriti korišćenjem Ramanove spektroskopije i mašinskog učenja.
Metode optičke analize postaju sve češće u različitim oblastima; posebno otvaraju velike mogućnosti za brzu dijagnozu bolesti. S tim u vezi, naučnici TSU-a koriste veštačku inteligenciju za razvoj novih neinvazivnih metoda dijagnostikovanja virusnih i bakterijskih respiratornih infekcija, što će smanjiti vreme potrebno za analizu sa nekoliko dana na nekoliko minuta.
