Fiecare celulă are un ciclu de viață. Se naște, se înmulțește și moare după reguli. Când se întâmplă acest lucru, dă loc altor celule noi. Cu toate că, celulele canceroase încalcă aceste reguli. Se împart necontrolat, formează tumori, se pot răspândi în tot corpul și nu mor când ar trebui. Se cunosc încă multe despre ele astăzi, dar tehnologia avansează pentru a încerca să le identifice la timp și să prevină răspândirea lor.
În acest sens, o echipă de cercetători s-a gândit: De ce nu creați un cip care permite celulelor canceroase să fie „fotografiate” și analizate în timp real? Acesta este unul dintre obiectivele proiectului Disrupt, condus de un grup de oameni de știință din Valencia de la Universitatea Politehnică din Valencia (UPV). Obiectivul este de a dezvolta un cip fotonic revoluționar, cu costuri reduse, care va permite reconstrucția imaginilor celulare in vivo și care Poate îmbunătăți detectarea precoce a canceruluiprecum și alte boli infecțioase.
„O tomografie convențională (CT) vă permite să obțineți imagini detaliate ale organelor sau oaselor. Este vorba de a lua acest concept și de a-l aduce la un cip pentru a putea imagini celulele, care sunt în cele din urmă hărți ale indicilor de refracție în două dimensiuni. Având aceste informații în timp real și într-un dispozitiv mic, cu costuri reduse deschide posibilități infinite pentru studiul, diagnosticarea și tratamentul cancerului și boli infecțioase”, notează cercetătorii.
Ceea ce propune proiectul este de a efectua o scanare CT celulară a celulelor canceroase și infectate folosind un cip fotonic. Acest lucru nu numai că ar crea o versiune miniaturizata sistemele actuale, dar ar îmbunătăți și universaliza tehnicile de studiu și tratare a cancerului și a celulelor infectate.
„Ar fi, păstrând distanțele, ca au un TAC pe un cip și să-l folosească pentru a obține imagini ale celulelor pentru analize ulterioare”, spune Amadeu Griol, cercetător și lider de grup la Centrul de Tehnologie Nanofotonică de la UPV.
Inteligența artificială pentru a ști dacă tumora este benignă
Proiectul Disrupt a început în decembrie anul trecut și va continua până la sfârșitul anului 2025. Cu un buget de trei milioane de euro, dispozitivul se va concentra pe studierea cancerului de prostată (unul dintre cele mai letale și tăcute) și a celulelor tumorale ginecologice în timpul procesului său de dezvoltare și validare. Se va analiza și alte tipuri de procese infecțioase la nivel celular.
„Cu tehnologia noastră, vom putea reconstruiți o imagine a celulei pentru a afla dacă este o tumoare sau benignă în cazul cancerului, sau distingerea și anticiparea diferitelor tipuri de boli sau procese infecțioase. Pentru a identifica celulele, vom folosi tehnici de Inteligență Artificială și de Învățare Mașină, comparând rezultatele noastre cu diferite baze de date de imagini medicale ale diferitelor tipuri de celule de interes”, subliniază Adrián Colomer, cercetător la centrul CVBLab (Institutul de Cercetare și Inovare în Bioinginerie) de la UPV.
Nanointelligence care ar putea fi instalată în toate centrele de sănătate
Această companie implică profesioniști din diverse domenii științifice și combină tehnici precum proiectarea fotonică integrată a nanoantenelor, microfluidica sau inteligenţă artificială pentru reconstrucția acestor imagini celulare, adaugă Sergio Lechago, inginer de cercetare senior la DAS Photonics și coordonator tehnic al proiectului. În plus, tehnologia lui Disrupt se va deschide Noi căi în cercetarea și caracterizarea celulelor stemprecum și fenotiparea imunocitelor sau clasificarea patologică a țesuturilor, printre alte tehnici biomedicale.
„Toate acestea prin acest dispozitiv integrat cu un cip fotonic, bazat pe Microscopie Tomografică de Fază. Disrupt reprezintă o schimbare de paradigmă, deoarece garantează realizarea de microscoape tomografice mult mai ieftineușor, mic și cu rezoluție și performanță mai bune decât puținele sisteme existente în prezent”, spune Carlos García Meca, director de cercetare la DAS Photonics și coordonator de proiect.
De fapt, dezvoltatorii săi cred că „Aceste echipamente pot fi instalate în orice centru de sănătate sau ambulatoriu, facilitând diagnosticul medical și deschizând noi posibilități în telemedicină”, adaugă Maribel Gómez, cercetător postdoctoral la Centrul de Tehnologie Nanofotonică de la UPV.
Proiectul Disrupt implică, de asemenea, colaborarea și participarea Instituto Valenciano de Oncología (IVO), Instituto Nacional de Tumores din Milano (Italia), Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz (Germania) și a companiei Microfluidic ChipShop, de asemenea din Germania.
