یک تیم بین رشته‌ای از محققان به سرپرستی پژوهشگران دانشگاه ایندیانا، ابزاری تهیه کردند که می‌تواند منجر به بهبود ایمنی درمانی سرطان شود. نمونه اولیه این سامانه غربالگری خودکار داروها و تصویربرداری سه‌بعدی و تجزیه و تحلیل، تعامل بین سلول‌های ایمنی و سلول‌های سرطانی را تسهیل می‌کند.
آزمایشگاه روی تراشه در خدمت ایمنی‌درمانی سرطان
گوا، استادیار مهندسی سیستم‌های هوشمند و از محققان این پروژه می‌گوید: «ما می‌توانیم از این پلتفرم استفاده کنیم تا ببینیم که روش‌های مختلف بر کشتن سلول‌های سرطانی هدف چقدر تأثیر می‌گذارد.»
گوا گفت که این پلتفرم از فناوری میکروسیالی استفاده می‌کند که اغلب به‌عنوان فناوری آزمایشگاه بر روی تراشه شناخته می‌شود و با نوعی از هوش مصنوعی به نام Deep Learning همراه است. میکروسیالی فناوری دستکاری سیال در کانال‌های میکروسکوپی است که عملکردهای مختلف آزمایشگاهی را بر روی یک تراشه فراهم می‌کند. یادگیری عمیق بر اساس سیستم‌های محاسباتی است که از شبکه‌های عصبی بیولوژیکی الهام گرفته شده است. این فناوری‌ها در کنار هم به این پلتفرم اجازه می‌دهند تا به سرعت و به طور خودکار داروهای احتمالی ایمنی درمانی سرطان را شناسایی کرده و نحوه عملکرد آن‌ها را در سطح سلولی آزمایش کنند.
به گفته محققان، تومورهای جامد اکثریت قریب به اتفاق سرطان‌های انسانی را شامل می‌شوند. با این حال، روش‌های غربالگری ایمونوتراپی سرطان فعلی از ظرفیت سلول‌های ایمنی بدن که به آن‌ها سلول‌های T گفته می‌شود، برای نفوذ به بافت تومور جامد غافل می‌شود.
مینگ دائو، مدیر آزمایشگاه نانومیکانیک MIT گفت: «ایمونوتراپی سرطان واقعاً موفقیت‌آمیز بوده است، اما ما هنوز با چالش‌های مهمی برای تسخیر سرطان روبرو هستیم. برای اکثر تومورهای جامد، توسعه یک روش درمانی مؤثر که هم می‌تواند هم نفوذ کند و هم از بین برود، دشوار است. ما با هدف ایجاد یک پلتفرم غربالگری ایمونوتراپی تومور جدید که می‌تواند به صورت پویا هم نفوذ به تومور و هم کشتار سلول‌های تومور را انجام دهد، این پروژه را انجام دادیم.»
محققان با استفاده از داده‌های بالینی، از جمله تصاویر دیجیتالی تومورهای جامد و داده‌های بقای بیمار، یک الگوریتم یادگیری عمیق را آموزش دادند. سپس، آن‌ها الگوریتم را با پلتفرم میکروسیالی یکپارچه کردند، که می‌تواند ایمنی تومور را مدل کند و ایمونوتراپی جدید را که باعث نفوذ سلول T به تومور و کشتار سلول‌های سرطانی شود، را غربالگری کنند.
هونگوی کای، دانشجوی آزمایشگاه گوا گفت: «ما آن را میکروسیالی هوشمند می‌نامیم. من از این پلتفرم و پتانسیل آن برای پرداختن به ایمونوتراپی برای تومورهای جامد بسیار هیجان‌زده‌ام.»
این پلتفرم همچنین می‌تواند در زمینه‌های بهداشتی فراتر از آنکولوژی، مانند ایمونولوژی، عصب‌شناسی، مهندسی بافت و موارد دیگر استفاده شود.
