En metod som använder molekylär AI banar väg för nya sätt att kartlägga vävnad. Revolutionärt, menar forskarna, som bland annat tror att metoden kan ge ny kunskap om Alzheimers.
Forskare från KTH och Karolinska institutet har visat på möjligheten att återskapa hjärnans detaljerade anatomi genom att fånga den molekylära profilen. I en artikel i den vetenskapliga tidskriften Science Advance beskriver forskarna hur man med hjälp av den nya metoden kan analysera och tolka de aktiva generna med hjälp av AI och maskininlärning. Huvudförfattare för artikeln är Joakim Lundeberg, professor på KTH och verksam vid Science for Life Laboratory och Konstantinos Meletis, docent på Karolinska institutet.
– I över hundra år har kunskaper byggts upp utifrån studier av vävnad i mikroskop och forskare har skrivit om olika strukturer i olika organ. Den tekniken används fortfarande, att man snittar ett organ och placerar vävnad på en glasyta. Vad vi nu har är ett glas som ger samma bild men under vävnaden har vi ett litet mönster av molekyler som gör att vi kan fånga upp bilden och få adresslappar för varje aktiv gen, så att vi får som ett fingeravtryck på glasytan, förklarar Joakim Lundeberg.
Till skillnad från att undersöka vävnad i mikroskop borgar den nya tekniken för en helt objektiv bedömning av vävnadens tillstånd.
– Vi har ungefär 20 000 gener i varje cell och ungefär två tredjedelar av dessa är aktiva. Det skapar oerhört mycket data. Vi låter datorer ta fram en karta och berätta vad vi ser för genaktivitet, istället för att vi tittar på det i ett mikroskop och gör en subjektiv tolkning.
Som ett exempel nämner Lundeberg ett tillfälle då en bild på melanom, hudcancer, skickades ut till ett antal patologer som skulle avgöra huruvida bilden visade en tumör eller inte. Det visade sig att alla hade olika uppfattningar. Den nya metoden tillåter istället AI:n att ta fram mönstret av ett organ och forskarna ser att framför allt hjärnforskningen kommer att kunna dra nytta av tekniken. Till exempel ger det nya möjligheter att studera hur Alzheimers sjukdom uppkommer.
– Vi vet att olika typer av obalans i hjärnan kan leda till psykisk eller neurologisk sjukdom. I arbetet med att finna nya behandlingar är det därför helt avgörande att först ha kunskap om de molekylära skillnaderna i hjärnans områden och hur dessa påverkar nervcellernas funktion, säger Konstantinos Meletis i ett pressmeddelande från KI.
Enligt Joakim Lundeberg handlar det om en revolution för forskningen om hjärnan och andra organ.
– Med den här metoden kan vi beskriva vävnad på ett helt nytt sätt.
