Sztuczna inteligencja może zastąpić chemiczne barwienie tkanek

Wyniki badań zostały opublikowane w dwóch międzynarodowych recenzowanych czasopismach: „Laboratory Investigation” i „Patterns”.

Stosowane od ponad 100 lat barwniki histologiczne to związki chemiczne barwiące komórki, tkanki lub ich poszczególne rodzaje czy składniki. Do najczęściej stosowanych należą: fuksyna, błękit aniliny, eozyna, karmin ałunowy oraz zieleń jodowa.

Dzięki barwnikom można dostrzec pod mikroskopem optycznym charakterystyczne cechy poszczególnych rodzajów tkanek, elementy komórek czy stwierdzić obecność i lokalizację określonych związków chemicznych. Na tej podstawie można wykrywać różnego rodzaju patologie - na przykład nowotwory.

Naukowcy z Uniwersytetu Wschodniej Finlandii, Uniwersytetu w Turku i Uniwersytetu w Tampere, działając w ramach konsorcjum Nordic ABCAP, opracowali opartą na sztucznej inteligencji metodę wirtualnego barwienia próbek tkanek histopatologicznych – bez użycia prawdziwych barwników.

„Barwienie chemiczne uwidacznia morfologię niemal przezroczystych skrawków tkanki o niskim kontraście. Bez tego analiza morfologii tkanek jest prawie niemożliwa dla ludzkiego wzroku. Barwienie chemiczne jest nieodwracalne i w większości przypadków uniemożliwia użycie tej samej próbki do innych eksperymentów lub pomiarów” - zaznaczyła wicedyrektor Instytutu Biomedycyny na Uniwersytecie Wschodniej Finlandii, dr Leena Latonen, która kierowała częścią eksperymentalną badania.

Opracowana w Finlandii metoda wykorzystująca sztuczną inteligencję tworzy obrazy obliczeniowe, które bardzo przypominają te wytwarzane przez rzeczywisty proces barwienia chemicznego. Taki obraz może być wykorzystany do kontroli wyglądu (morfologii) tkanek. Dzięki wirtualnemu barwieniu osoby przygotowujące preparaty do badań są mniej narażone na działanie chemikaliów, mają mniej fizycznej pracy do wykonania i szybciej mogą przejść do właściwej diagnostyki. Jednocześnie badaną tkankę można wykorzystać do innych niż samo barwienie celów.

Co ważne, proponowana metoda wirtualnego barwienia nie wymaga żadnego specjalnego sprzętu ani infrastruktury - poza zwykłym mikroskopem świetlnym i odpowiednim komputerem.

„Wyniki mają bardzo szerokie zastosowanie. Istnieje wiele tematów do dalszych badań, a metody obliczeniowe można jeszcze udoskonalić. Jednak możemy już wyobrazić sobie kilka obszarów zastosowań, w których wirtualne barwienie może mieć duży wpływ na histopatologię” – wskazał profesor nadzwyczajny Pekka Ruusuvuori z Uniwersytetu w Turku, który kierował częścią obliczeniową badania.

Więcej informacji w artykule źródłowym (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023683723000132). (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ bar/