Diagnozowanie boreliozy z wykorzystaniem sztucznej inteligencji
Borelioza jest zakażeniem wektorowym, które przenosi się na ludzi poprzez ugryzienie niektórych rodzajów kleszczy. Obecne testy serologiczne oferują czułość we wczesnym stadium choroby na poziomie poniżej 40 %, a ich działanie w dużym stopniu zależy od reakcji układu odpornościowego na bakterie Borrelia burgdorferi, które powodują zakażenie. Testy te skupiają się na przeciwciałach produkowanych w celu zwalczenia choroby. Reakcja odpornościowa u gospodarza jest jednak w wielu przypadkach opóźniona, słaba lub nawet nie występuje.
Ulepszony test diagnostyczny na boreliozę
Aby rozwiązać ten problem, w ramach finansowanego ze środków UE projektu DualDur opracowano diagnostyczną metodę in vitro, która może posłużyć do bezpośredniego rozpoznawania patogenów. „Odczynnik i metoda DualDur® powstały w 1986 roku na Węgrzech i były rutynowo stosowane do tysięcy próbek w roli testu potwierdzającego. Z pomocą dotacji w ramach programu Horyzont 2020 udało nam się sprawić, by stała się ona standardową procedurą testową, która jest zgodna z najnowocześniejszymi systemami laboratoryjnymi”, wyjaśnia Andras Pal Bozsik, koordynator projektu DualDur i założyciel firmy Lyme Diagnostics Ltd.. Metoda ta polega na zastosowaniu specjalnej komórkowej pożywki technologicznej DualDur®, a następnie przygotowaniu i koncentracji bakterii z krwi. Pożywka utrzymuje stabilność próbek w temperaturze pokojowej przez ponad tydzień. Próbki są następnie badane przy użyciu specjalnie zaprojektowanego mikroskopu automatycznego w połączeniu z modułem sztucznej inteligencji, który rozpoznaje patogeny, jednocześnie minimalizując błędy ludzkie. Stężenie próbki zapewnia czułość nawet wtedy, gdy liczebność bakterii we krwi jest niska. Dzięki temu przy użyciu metody DualDur® można wykryć nawet najniższe stężenie bakterii B. burgdorferi, które występuje u ludzi podczas zakażenia. Co ważne, działa ona na wszystkich etapach choroby, pozwalając na pewniejszą diagnozę we wczesnym stadium zakażenia, jak również w bardziej zaawansowanej fazie choroby z przewlekłymi objawami. Może ponadto posłużyć za narzędzie do monitorowania skuteczności leczenia.
Skuteczność i znaczenie kliniczne
Testy in vitro przeprowadzone na setkach sztucznie zaszczepionych próbek potwierdziły poziom wykrywalności metody DualDur®. Przy użyciu tej metody przeciętny operator może z dużym poziomem pewności odróżnić bakterie B. burgdorferi od podobnych krętków. Po uzyskaniu tych zachęcających wyników metodę DualDur® włączono do wieloośrodkowego, prospektywnego badania klinicznego z udziałem 400 pacjentów, w ramach którego porównano ją ze standardowymi metodami. „Zautomatyzowany, oparty na sztucznej inteligencji system DualDur® okazał się lepszy od wszystkich innych testowanych metod laboratoryjnych, osiągając czułość o 60 % wyższą niż w przypadku metody serologicznej pierwszego wyboru”, podkreśla Bozsik. Partnerzy projektu DualDur zakończyli proces rejestracji CE zgodnie z rozporządzeniem UE w sprawie diagnostyki in vitro. Zautomatyzowany system jest gotowy do instalacji w wybranych laboratoriach, a tymczasem trwają prace nad nowymi funkcjami i rozwiązaniami w zakresie stabilności. System ten zostanie wkrótce wprowadzony na rynek i konieczne będzie poczynienie dalszych inwestycji w celu realizacji opracowanego europejskiego planu ekspansji. Borelioza jest najczęściej występującą w Europie odzwierzęcą chorobą zakaźną, a liczbę jej przypadków każdego roku szacuje się na 650–850 000. Choroba przeniesiona w późnym stadium stanowi duże obciążenie dla pacjentów pod względem jakości życia, kosztów bezpośrednich i pośrednich. Wiąże się ona również ze znacznym obciążeniem finansowym dla europejskiego systemu opieki zdrowotnej. Wdrożenie systemu DualDur® ma na celu poprawę wczesnego rozpoznawania i leczenia pacjentów z boreliozą.
Słowa kluczowe
DualDur, borelioza, bakterie, Borrelia burgdorferi, diagnostyka in vitro
