Un sistem de inteligență artificială revoluționează detectarea virusului rabic în culturi celulare
Detectarea virusului rabic în culturi celulare ar putea deveni mai rapidă și mai accesibilă, grație unui sistem AI de premieră mondială dezvoltat de cercetători de la Institutul pentru AI Centrat pe Oameni al Universității Surrey, în colaborare cu echipa de Rabie și Zoonoze Virale de la Agenția de Sănătate Animală și Vegetală (APHA).
Această inovație este destinată să îmbunătățească supravegherea uneia dintre cele mai mortale boli infecțioase din lume și să ofere instrumente practice, gata de laborator, care pot fi adoptate în țările endemice.
Deși rabia este aproape complet prevenibilă prin vaccinare, aceasta provoacă în jur de 59.000 de decese umane anual. Practicile actuale de diagnosticare și de măsurare a anticorpilor protectori prin vaccinare depind în continuare de examinarea manuală a mii de imagini la microscop de către specialiști, un proces care poate fi lent, laborios și supus variațiilor de interpretare.
Într-un studiu finanțat de DEFRA, publicat în Nature Scientific Reports, echipa de cercetare a creat primul flux de lucru bazat pe AI capabil să identifice infecția cu virusul rabic în culturi celulare și să măsoare cu acuratețe nivelurile de anticorpi.
Folosind peste 2.300 de imagini de fluorescență conținând peste 36.000 de secțiuni de imagini annotate, echipa a antrenat mai multe modele de învățare profundă pentru a recunoaște infecția cu virusul rabic în celule. Cel mai performant model a clasificat corect 99,6% din probe și a distins aproape perfect celulele infectate de cele neinfectate, evitând alarmele false.
Joan Amaya-Cuesta a declarat: „Rabia este una dintre cele mai vechi și mortale boli infecțioase din lume, provocând zeci de mii de vieți pierdute anual, deoarece diagnosticarea și supravegherea la timp rămân provocatoare în multe părți ale lumii. Odată ce apar semnele clinice, este aproape întotdeauna fatală, așa că prevenția și diagnosticarea precoce sunt esențiale.”
„Fluxul nostru de lucru AI oferă laboratoarelor o modalitate mai rapidă și mai consistentă de a analiza probele, reducând dependența de interpretarea manuală.”
Tehnologia ar putea ajuta laboratoarele să analizeze probele mai repede și mai consistent, în special în țările unde rabia rămâne endemică și expertiza specializată este limitată. De asemenea, ar putea măsura cu fiabilitate nivelurile de anticorpi utilizate pentru a evalua protecția prin vaccinare și pentru a susține cerințele internaționale de călătorie pentru animale de companie.
Profesorul Miroslaw Bober a menționat: „Această cercetare arată cum AI poate susține oamenii de știință prin realizarea rapidă, consistentă și la scară a analizei complexe a imaginilor. Deși am demonstrat acest demers pentru rabie, același cadru ar putea fi aplicat și altor boli infecțioase care depind de teste de laborator similare, ajutând cercetătorii și laboratoarele de diagnostic să facă o utilizare mai bună a AI în viitor.”
Rezultatele stabilesc un cadru care poate fi adaptat pentru detectarea, analiza și supravegherea altor patogeni, sprijinind aplicații mai largi ale AI în cercetarea și diagnosticul bolilor infecțioase.
„Sperăm că această inovație va ajuta la întărirea supravegherii rabiei și, în cele din urmă, va susține eforturile globale de eliminare a deceselor umane cauzate de această boală. Tehnologia este acum în curs de dezvoltare suplimentară pentru utilizarea în detectarea virusului în țesutul cerebral infectat, ceea ce sperăm că va transforma laboratoarele internaționale de diagnostic pentru rabie”, a concluzionat Dr. Lorraine M. McElhinney.
