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A laboratório-em-um-microplaqueta nova pode ajudar a estudar a heterogeneidade do tumor, melhora terapias do cancro

Os engenheiros electrotécnicos, os cientistas de computador e os coordenadores biomedicáveis no University of California, Irvine criaram uma laboratório-em-um-microplaqueta nova que pudesse ajudar a estudar a heterogeneidade do tumor para reduzir a resistência às terapias do cancro.

Em um papel publicou hoje em biosistemas avançadas, os pesquisadores descrevem como combinaram a impressão do Inkjet da inteligência artificial, do microfluidics e do nanoparticle em um dispositivo que permita o exame e a diferenciação dos cancros e de tecidos saudáveis a nível da único-pilha.

Da “a heterogeneidade célula cancerosa e do tumor pode conduzir à resistência terapêutica aumentada e resultados incompatíveis para pacientes diferentes,” disse o autor principal Kushal Joshi, um aluno diplomado anterior de UCI na engenharia biomedicável. O biochip novo da equipe endereça este problema permitindo a caracterização precisa de uma variedade de células cancerosas de uma amostra.

a análise da Único-pilha é essencial identificar e classificar tipos do cancro e estudar a heterogeneidade celular. É necessário compreender a iniciação, a progressão e a metástase do tumor a fim projectar melhores drogas do tratamento contra o cancro. A maioria das técnicas e das tecnologias usadas tradicional para estudar o cancro são sofisticadas, volumosas, caras, e para exigir operadores altamente treinados e tempos de preparação longos.”

Rahim Esfandyarpour, co-autor do estudo e professor adjunto, departamento da informática de engenharia elétrica & e da engenharia biomedicável

Disse que seu grupo superou estes desafios combinando técnicas de aprendizagem da máquina com a impressão do Inkjet e a tecnologia acessíveis do microfluidics para desenvolver os biochips baratos, miniaturizados que são simples ao protótipo e capazes de classificar vários tipos da pilha.

No instrumento, as amostras viajam através dos canais microfluidic com os eléctrodos com cuidado colocados que monitoram diferenças nas propriedades elétricas de doente contra pilhas saudáveis em uma única passagem.

A inovação dos pesquisadores de UCI era planejar uma maneira às partes fundamentais do protótipo do biochip em aproximadamente 20 minutos com uma impressora a jacto de tinta, permitindo a fabricação fácil em ajustes diversos. A maioria dos materiais envolvidos são reusáveis ou, se descartáveis, baratos.

Um outro aspecto da invenção é a incorporação da aprendizagem de máquina controlar a grande quantidade de dados que o sistema minúsculo produz. Este ramo do AI acelera o processamento e a análise de grandes conjunto de dados, encontrando testes padrões e associações, resultados precisos de predição, e ajudando na tomada de decisão rápida e eficiente.

Incluindo a aprendizagem de máquina nos trabalhos do biochip, a equipe melhorou a precisão da análise e reduzido a dependência nos analistas especializados, que podem igualmente fazer a tecnologia que apela aos profissionais médicos no mundo em desenvolvimento, Esfandyarpour disse.

“A Organização Mundial de Saúde di-lo que quase 60 por cento das mortes do cancro da mama acontecem devido a uma falta de programas da detecção atempada nos países com insuficientes recursos,” disse.

“Nosso trabalho tem aplicações potenciais na único-pilha estuda, em estudos da heterogeneidade do tumor e, talvez, em diagnósticos do cancro do ponto--cuidado - especialmente em nações tornando-se onde custado, infra-estrutura forçada e o acesso limitado às tecnologias médicas é primordial.”

Source:
Journal reference:

Joshi, K., et al. (2020) A Machine Learning‐Assisted Nanoparticle‐Printed Biochip for Real‐Time Single Cancer Cell Analysis. Advanced Biosystems. doi.org/10.1002/adbi.202000160.