Płytki krwi (trombocyty) to elementy składowe krwi, które odpowiadają za jej prawidłowe krzepnięcie. Są to pozbawione jądra fragmenty komórek szpiku kostnego (megakariocytów). W razie zranienia tworzą czop płytkowy, który zapobiega krwawieniom. Mogą jednak „reagować przesadnie” - powstają wówczas zakrzepy wewnątrz tętnic, co prowadzi do poważnych następstw, takich jak zakrzepica żył głębokich, zator płucny, zawał serca czy udar.

Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego znaleźli sposób na obserwację aktywności krzepnięcia krwi w czasie rzeczywistym — bez konieczności przeprowadzania inwazyjnych procedur. Wykorzystując nowy typ mikroskopu i sztuczną inteligencję (AI) wykazali, jak można śledzić zlepianie się płytek krwi u pacjentów z chorobą wieńcową (CAD), co otwiera drzwi do bezpieczniejszego, bardziej spersonalizowanego leczenia.

„Płytki krwi odgrywają kluczową rolę w chorobie serca, zwłaszcza w chorobie wieńcowej, ponieważ bezpośrednio uczestniczą w krzepnięciu krwi” — wyjaśnił dr Kazutoshi Hirose, adiunkt w Szpitalu Uniwersyteckim w Tokio i główny autor badania. „Aby zapobiec niebezpiecznym zakrzepom, pacjenci z CAD są często leczeni lekami przeciwpłytkowymi. Nadal jednak trudno jest dokładnie ocenić, jak dobrze te leki działają u każdej osoby, co sprawia, że monitorowanie aktywności płytek krwi jest ważnym celem zarówno dla lekarzy, jak i badaczy” - opisał.

To wyzwanie skłoniło Hirose'a i jego współpracowników do opracowania nowego systemu monitorowania płytek krwi w ruchu, przy użyciu szybko działającego urządzenia optycznego i sztucznej inteligencji.

„Użyliśmy zaawansowanego urządzenia zwanego mikroskopem z multipleksowaniem z podziałem częstotliwości (frequency-division multiplexed, FDM). Działa on jak superszybka kamera, która robi ostre zdjęcia przepływających krwinek” — zaznaczył współautor Yuqi Zhou, adiunkt chemii na Uniwersytecie Tokijskim.

„Podobnie jak kamery rejestrują każdy samochód na drodze, nasz mikroskop co sekundę rejestruje tysiące obrazów krwinek w ruchu. Następnie wykorzystujemy sztuczną inteligencję do analizy tych obrazów. AI może stwierdzić, czy patrzy na pojedynczą płytkę krwi (jak jeden samochód), grupę płytek krwi (jak korek uliczny), czy nawet białą krwinkę (jak radiowóz policyjny, który utknął w korku)” - wyjaśnił.

Zespół badawczy zastosował tę technikę do analizowania próbek krwi pobranych od ponad 200 osób. Jak się okazało, pacjenci z ostrym zespołem wieńcowym mieli więcej agregatów płytek krwi niż ci z przewlekłymi objawami — co potwierdza, że nowa technologia może śledzić ryzyko zakrzepów w czasie rzeczywistym.

„Część mojej naukowej ciekawości wynika z ostatnich postępów w dziedzinie obrazowania o dużej prędkości i sztucznej inteligencji, które otworzyły nowe sposoby obserwacji i analizy krwinek w ruchu” — powiedział Keisuke Goda, profesor chemii na Uniwersytecie Tokijskim, który kierował zespołem badawczym. Jak zaznaczył, AI może „widzieć” wzorce wykraczające poza to, co może wykryć ludzkie oko.

Co szczególnie istotne, badanie może być mało inwazyjne: krew pobrana z ramienia — a nie z tętnic serca — dostarczyła niemal tych samych informacji.

„Zazwyczaj, jeśli lekarze chcą zrozumieć, co dzieje się w tętnicach, zwłaszcza tętnicach wieńcowych, muszą wykonać inwazyjne procedury, takie jak wprowadzenie cewnika przez nadgarstek lub pachwinę w celu pobrania krwi” — wskazał Hirose. „Odkryliśmy, że samo pobranie zwykłej próbki krwi z żyły w ramieniu może nadal dostarczyć istotnych informacji o aktywności płytek krwi w tętnicach. To sprawia, że procedura jest znacznie łatwiejsza, bezpieczniejsza i wygodniejsza” - dodał.

Autorzy mają nadzieję, że nowa technologia pomoże lekarzom personalizować leczenie chorób serca.

„Odkryliśmy, że podobnie jak niektórzy ludzie potrzebują więcej lub mniej środków przeciwbólowych w zależności od cech swojego organizmu, niektórzy reagują inaczej na leki przeciwpłytkowe. Nawet stosując te same leki przeciwpłytkowe, niektórzy pacjenci cierpią na nawracającą zakrzepicę, a inni - na nawroty krwawień” — powiedział Hirose. „Nasza technologia może pomóc lekarzom zobaczyć, jak zachowują się płytki krwi w czasie rzeczywistym. Oznacza to, że leczenie można dostosować tak, aby lepiej odpowiadało potrzebom danej osoby" - wyjaśnił.

„Nawet coś tak małego jak krwinka może opowiedzieć wiele na temat twojego zdrowia” — dodał Zhou.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ bar/