Учёные из МФТИ создали новый метод тестирования лекарств на кардиотоксичность с использованием нейросетей

Инновационный метод, разработанный сотрудниками лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ, позволяет выявить потенциально кардиотоксичные вещества на этапе доклинических исследований. Система, созданная учёными, получила название i-Cardio.

Предложенный протокол тестирования препаратов на кардиотоксичность состоит из четырёх этапов.

1. Из образца крови выделяют стволовые клетки и переводят их в зародышевое состояние.
2. Затем из этих стволовых клеток получают кардиомиоциты (клетки сердца) путём дифференцировки и поддерживают их жизнеспособность.
3. К полученным клеткам добавляют исследуемое вещество в разных концентрациях и проводят стимуляцию клеток электрическим импульсом.
4. На финальном этапе с помощью оптического картирования (с использованием компьютерного зрения и нейронных сетей) детектируется проведение волны возбуждения с помощью потенциал-зависимого красителя. Методом пэтч-кламп (стимуляция клеток электрическим импульсом, где в ответ получают токи с клеток) регистрируются изменения токов ионных каналов.

На основании полученных данных исследователь делает выводы о вероятности определённых исходов: смерть клеток, аритмия, фибрилляция и др.

 «‎Предлагаемый метод (технология i-Cardio) позволяет выявить заведомо кардиотоксичные вещества до начала клинических испытаний. Изначально мы проводили эксперимент в культуре человеческих кардиомиоцитов с помощью пэтч-кламп (для регистрации токов одиночных клеток) и оптического картирования (для регистрации проведения волны возбуждения на монослое клеток). Далее, получив достаточную экспериментальную базу, развили метод, применив компьютерное зрение и нейронные сети, чтобы прогнозировать проведение в сердечной ткани под действием исследуемого вещества»‎, — отметила кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ Сандаара Коваленко.

До конца года исследовательская команда лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ планирует пройти процедуру патентования методики i-Cardio.