Inteligența artificială poate prezice modul în care vor rezista pacienții cu COVID-19 sau cu alte infecții virale

Definirea răspunsurilor imune ale pacienților cu infecții virale, măsurarea severității bolii, prezicerea rezultatelor și testarea terapiilor pentru pandemiile actuale și viitoare, ar putea fi facilitată de inteligența artificială.
Cercetătorii de la Facultatea de Medicină din San Diego au folosit un algoritm de inteligență artificială (AI) pentru a căuta modele comune de expresii genice la pacienții cu infecții virale pandemice din trecut, inclusiv SARS, MERS și gripa porcină.

Publicat în revista eBiomedicine, studiul dezvăluie, prin intermediul a două seturi de gene, modul în care sistemul imunitar uman răspunde la infecțiile virale și poate prezice severitatea bolii unui pacient. De exemplu, necesitatea spitalizării sau a utilizării unui ventilator mecanic. Utilitatea algoritmului a fost validată folosind țesuturi pulmonare colectate la autopsii de la pacienții decedați cu COVID-19 și modele animale ale infecției. „Aceste semnături asociate pandemiei virale ne indică modul în care sistemul imunitar al unei persoane răspunde la o infecție virală și cât de severă ar putea deveni, iar asta ne oferă o hartă pentru viitoarele pandemii”, a spus autorul studiului, Pradipta Ghosh, MD, profesor de medicină moleculară la Facultatea de Medicină din San Diego.

În timpul unei infecții virale, sistemul imunitar eliberează în sânge proteine ​​mici numite citokine. Aceste proteine ​​ghidează celulele imune la locul infecției pentru a ajuta la scăderea infecției. Uneori, totuși, corpul eliberează prea multe citokine, creând un sistem imunitar fugar care își atacă propriul țesut sănătos. Acest accident, cunoscut sub numele de furtună de citokine, este considerat a fi unul dintre motivele pentru care unii pacienți infectați viral, inclusiv unii cu gripă comună, cedează infecției, în timp ce alții nu. Dar natura, amploarea și sursa furtunilor fatale de citokine, care prezintă cel mai mare risc și modul în care ar putea fi tratată cel mai bine, au fost pentru mult timp neclare.

Datele utilizate pentru testarea și antrenarea algoritmului au provenit din surse disponibile public privind expresia genelor pacienților. De fiecare dată când un nou set de date de la pacienții cu COVID-19 a devenit disponibil, echipa le-a testat în modelul lor. Au văzut de fiecare dată aceleași tipare de expresie a genelor. Prin examinarea sursei și funcției acestor gene din primul set de gene semnate, studiul a dezvăluit și sursa furtunilor de citokine: celulele care căptușesc căile respiratorii pulmonare și celulele albe din sânge cunoscute sub numele de macrofage și celule T. În plus, rezultatele au evidențiat consecințele furtunii: deteriorarea acelorași celule ale căilor respiratorii pulmonare și a celulelor ucigașe naturale, o celulă imunitară specializată care ucide celulele infectate cu virus.

sursa: Science Daily
foto: UC San Diego News Center