研究目标是为1型糖尿病患者提供更快,更安全的胰岛细胞来源

阿尔伯塔大学的研究人员正在利用人工智能的力量寻找更安全,更个性化的胰岛细胞来源来治疗1型糖尿病。

该研究项目是外科和计算科学部门之间的合作,旨在利用人工智能分析图像,加快流程,减少实验室对人类决策的需求。他们将在精确的资助下开发这些技术。健康种子基金奖。

“这将是一场革命。我很高兴成为其中的一部分,”计算科学教授兼项目负责人之一Nilanjan Ray说。

Ray正在与几位科学家合作,包括外科学教授James Shapiro和移植外科和再生医学加拿大研究**。夏皮罗以领导开发埃德蒙顿协议的团队而闻名,该协议是20世纪90年代后期首次用于将捐赠的胰腺收获的胰岛细胞移植到1型糖尿病患者体内的开创性程序。

虽然埃德蒙顿协议是向前迈出的一大步,使患者免于注射胰岛素,但捐赠的胰岛细胞需要患者采取抗排斥治疗。这些治疗会增加患癌症的风险,在肾脏中产生副作用,并可能导致其他感染。

>太空 夏皮罗说:“从长远来看,用这些细胞治疗患者并不是很令人满意,也不是可以接受的。而且由于该方案取决于器官捐赠,因此永远不会有足够的捐赠胰岛细胞供所有患者使用。

风险很高,因为糖尿病是一种破坏性疾病,影响全球4.5亿人。夏皮罗说:“管理糖尿病及其并发症正在扼杀我们的全球医疗体系。”。每年花费约1.3万亿美元,使其成为所有治疗疾病中最昂贵的疾病之一。

近年来,夏皮罗实验室专注于使用来自糖尿病患者自身身体的细胞的新方法。使用生长因子混合物将患者血液样本中的细胞转化为特殊的成年干细胞(称为诱导型多能干细胞或iPSC),然后将其重编程为胰岛细胞。这些细胞将被移植回患者体内以产生胰岛素,使患者免于注射胰岛素和进行手指点刺测试,并消除了糖尿病的长期并发症。

实验室的早期结果很有希望。夏皮罗说:“当你将那些从患有糖尿病的病人血液中提取的细胞移植到老鼠身上时,你可以可靠地逆转老鼠的糖尿病。”

然而,存在一个瓶颈,阻碍了团队扩大这项重要的临床前试验研究,这也是Ray和他的计算机视觉专业知识进入的地方。iPSC过程大约需要两个月,然后再过一个月才能制备胰岛细胞,在此期间在显微镜下检查和分析细胞的工作是劳动密集型且不切实际的。

夏皮罗说:“我们需要一群人来扩大这一规模,以治疗成千上万的病人。”。“我们必须找到一种长期自动化流程的方法。”

新的precision health种子资金将允许Ray今年夏天与博士生Abhineet Singh合作开发软件,以机器学习过程取代人类技术人员。Ray说,该软件将分析显微镜图像,并对新细胞的活力做出“去/不去的决定”。一旦开发了原型,他们将在明年测试该软件,以生成可用于申请更大赠款的初步结果。未来的工作还将涉及机器人专家。

Ray说,合作者希望他们能够在未来五年内开发基于人工智能的系统。临床试验可以在一两年内开始,夏皮罗“非常有信心hat这将是治疗糖尿病的有效方法。”

资料来源:阿尔伯塔大学

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