Ученые научились отслеживать червей-паразитов при помощи машинного обучения
Шистосомоз вызывается паразитом, который проходит жизненный цикл в двух хозяевах: сначала в улитках, а затем в млекопитающих, включая людей. Личинки проникают через кожу и, попадая в кровоток, поражают внутренние органы — печень, кишечник и мочевой пузырь. В настоящее время диагностика заболевания опирается на обнаружение яиц паразита в фекалиях, что возможно только на поздних стадиях заболевания. Это затрудняет раннее выявление и своевременное лечение опасной болезни.
Исследовательская группа разработала новые методы, позволяющие обнаруживать ранние стадии инфекции на основе анализа антител в крови. Во время заражения организм запускает иммунный ответ, в котором участвуют различные виды клеток и антитела, нацеленные на молекулы паразита и его яйца. Ученые разработали два метода для выявления специфических антител, сигнализирующих о ранних стадиях инфекции.
Первый метод — это тест, который позволяет получать количественный и качественный профиль иммунного ответа. Он выявляет различные классы антител и их характеристики, что помогает отличать здоровых людей от пациентов на разных стадиях заболевания. Второй метод основан на машинном обучении. Модель анализирует данные об антителах, выявляя скрытые признаки, связанные с этапами развития болезни. Эти данные позволяют не только распознавать болезнь на ранних стадиях, но и изучить механизмы её прогрессирования.
Интересным аспектом работы является то, что выявленные иммунные следы заболевания оказались стабильными в двух разных географических регионах. Это значит, что разработанные методы могут быть применимы в различных популяциях, что делает их перспективными для массового применения.
Одним из ключевых открытий стало выявление специфического иммунного ответа на белок, находящийся на поверхности паразита, который сигнализирует о промежуточной стадии инфекции. Это может стать основой для разработки новых методов диагностики и лечения шистосомоза, направленных на конкретные антигены.
Кроме того, разработанные методы машинного обучения являются интерпретируемыми, что позволяет не только находить маркеры болезни, но и понимать механизмы её развития. Это особенно важно для создания новых стратегий ранней диагностики и лечения. Следующие шаги в исследовании будут направлены на внедрение этих методов на практике, что должно помочь в борьбе с шистосомозом в полевых условиях.
Ранее ученые нашли больше 70 тысяч неизвестных науке вирусов
