למידה עמוקה במיקרוסקופ מנבאת זיהומים נגיפיים

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


בבני אדם אדנווירוסים יכולים להדביק את תאי דרכי הנשימה, ואילו נגיפי הרפס יכולים להדביק את אלה של העור ומערכת העצבים. ברוב המקרים זה לא מוביל לייצור של חלקיקי נגיף חדשים, מכיוון שהווירוסים מדוכאים על ידי מערכת החיסון. עם זאת, אדנווירוסים וירוסי הרפס עלולים לגרום לזיהומים מתמשכים שהמערכת החיסונית אינה מסוגלת לדכא לחלוטין ומייצרים חלקיקים נגיפיים במשך שנים. אותם וירוסים יכולים גם לגרום לזיהומים פתאומיים ואלימים שבהם התאים המושפעים משחררים כמויות גדולות של נגיפים, כך שהזיהום מתפשט במהירות. זה יכול להוביל למחלות קשות של הריאות או מערכת העצבים.

איתור אוטומטי של תאים הנגועים בנגיף

קבוצת המחקר של אורס גרבר, פרופסור במחלקה למדעי החיים המולקולריים באוניברסיטת ציריך (UZH), הראתה כעת לראשונה כי אלגוריתם למידת מכונה יכול לזהות את התאים הנגועים בהרפס או אדנווירוסים המבוססים אך ורק על פלואורסצנטי של גרעין התא. "השיטה שלנו לא רק מזהה באופן מהימן תאים נגועים בנגיף, אלא גם מגלה זיהומים ארסיים באופן מדויק מראש", אומר גרבר. מחברי המחקר מאמינים כי לפיתוחם יש יישומים רבים – כולל ניבוי כיצד מגיבים תאים אנושיים לנגיפים או מיקרואורגניזמים אחרים. "השיטה פותחת דרכים חדשות להבין טוב יותר זיהומים ולגלות גורמים פעילים חדשים כנגד פתוגנים כמו נגיפים או חיידקים", מוסיף גרבר.

שיטת הניתוח מבוססת על שילוב מיקרוסקופ פלואורסצנטי בתאים חיים עם תהליכי למידה עמוקה. הרפס ואדנווירוסים שנוצרו בתוך תא נגוע משנים את ארגון הגרעין, וניתן לראות שינויים אלה במיקרוסקופ. הקבוצה פיתחה אלגוריתם למידה עמוקה – רשת עצבית מלאכותית – כדי לזהות שינויים אלה באופן אוטומטי. הרשת מאומנת בעזרת סט גדול של תמונות מיקרוסקופ שדרכן היא לומדת לזהות דפוסים האופייניים לתאים נגועים או לא נגועים. "לאחר השלמת האימון והאימות, הרשת העצבית מזהה אוטומטית תאים הנגועים בנגיף", מסביר גרבר.

מנבא באופן מהימן זיהומים חריפים קשים

צוות המחקר הוכיח גם כי האלגוריתם מסוגל לזהות זיהומים חריפים וקשים בדיוק של 95 אחוזים ועד 24 שעות מראש. תמונות של תאים חיים מזיהומים ליטיים, בהם חלקיקי הנגיף מתרבים במהירות והתאים מתמוססים, כמו גם תמונות של זיהומים מתמשכים, בהם מופקים נגיפים ברציפות אך רק בכמויות קטנות, שימשו כחומר הדרכה. למרות הדיוק הרב של השיטה, עדיין לא ברור אילו מאפיינים של גרעיני תאים נגועים מוכרים על ידי הרשת העצבית המלאכותית כדי להבחין בין שני שלבי ההדבקה. עם זאת, גם ללא ידיעה זו, החוקרים מסוגלים כעת ללמוד את הביולוגיה של תאים נגועים בפירוט רב יותר.

הקבוצה כבר גילתה כמה הבדלים: הלחץ הפנימי של הגרעין גדול יותר במהלך זיהומים ארסיים מאשר בשלבים מתמשכים. יתר על כן, בתא עם זיהום ליטאי, חלבונים נגיפיים מצטברים במהירות רבה יותר בגרעין. "אנו חושדים שתהליכים תאיים נפרדים קובעים אם תא מתפרק או לא לאחר שהוא נגוע. כעת אנו יכולים לחקור שאלות אלו ואחרות", אומר גרבר.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי אוניברסיטת ציריך. הערה: ניתן לערוך תוכן לפי סגנון ואורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-06-21 19:37:33

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר