Politechnika Wrocławska stworzy organoidy wątroby. Pomogą diagnozować choroby metaboliczne i testować nowe terapie

Politechnika Wrocławska rozpoczyna nowatorski projekt, w którym organoidy wątroby oraz sztuczna inteligencja mają pomóc w diagnostyce chorób metabolicznych i testowaniu nowych terapii. Miniaturowe modele ludzkiej wątroby pozwolą naukowcom dokładniej analizować procesy zachodzące w chorych tkankach oraz oceniać skuteczność potencjalnych leków. Projekt otrzymał blisko 1,9 mln zł dofinansowania, a badania potrwają do końca 2027 roku.

Zespół badaczy z Politechniki Wrocławskiej realizuje projekt „Inteligentni agenci w medycynie precyzyjnej: od organoidu wątroby po predykcyjny model AI w diagnostyce chorób metabolicznych”.

Jego celem jest wykorzystanie organoidów wątroby, czyli trójwymiarowych struktur tworzonych z komórek macierzystych, które odtwarzają najważniejsze cechy budowy i funkcjonowania ludzkiego narządu. Dzięki temu naukowcy mogą obserwować procesy chorobowe w warunkach znacznie bliższych rzeczywistości niż w klasycznych modelach laboratoryjnych.

Prof. Aleksandra Kuzan wyjaśnia przewagę organoidów

Kierująca projektem prof. Aleksandra Kuzan z Katedry Nauk Przedklinicznych, Farmakologii i Diagnostyki Medycznej Politechniki Wrocławskiej podkreśla, że nowe modele będą znacznie bardziej zaawansowane od tradycyjnych hodowli komórkowych.

Badaczka zwraca uwagę, że klasyczne dwuwymiarowe hodowle nie oddają złożoności ludzkich tkanek, co może prowadzić do błędnych wyników badań.

Zdaniem naukowców jednym z największych problemów dotychczasowych modeli laboratoryjnych jest wysokie ryzyko uzyskania wyników fałszywie dodatnich.

Jak wyjaśnia prof. Aleksandra Kuzan, część substancji, które w prostych hodowlach wydają się skuteczne przeciw komórkom nowotworowym, nie działa już w bardziej złożonych modelach trójwymiarowych.

Dzięki organoidom możliwe będzie bardziej wiarygodne testowanie nowych terapii jeszcze przed rozpoczęciem badań klinicznych.

Projekt obejmuje analizę mechanizmów odpowiedzialnych za rozwój wielu chorób wątroby.

Naukowcy będą badać m.in. stan zapalny, włóknienie, procesy glikacji oraz hipoksję, czyli niedotlenienie tkanek. Zjawiska te występują między innymi w chorobach związanych z otyłością, nieprawidłową dietą, nadużywaniem alkoholu, zaburzeniami metabolicznymi oraz uwarunkowaniami genetycznymi.

Badania obejmą również modele naśladujące zmiany zachodzące wewnątrz guzów nowotworowych.

Naukowcy planują wykorzystać organoidy wątroby również do oceny skuteczności fitofarmaceutyków, czyli preparatów opartych na związkach pochodzenia roślinnego.

W modelach laboratoryjnych zostaną celowo wywołane zaburzenia metaboliczne, aby sprawdzić, jak poszczególne substancje wpływają na przebieg choroby i funkcjonowanie tkanki wątrobowej.

Drugim filarem projektu będzie zastosowanie sztucznej inteligencji do analizy ogromnych zbiorów danych biochemicznych, obrazowych, lipidomicznych i metabolomicznych.

Zadaniem systemu AI będzie wykrywanie zależności niewidocznych dla tradycyjnych metod analizy.

Jak podkreślają autorzy projektu:

Według prof. Aleksandry Kuzan jednym z najważniejszych zadań sztucznej inteligencji będzie wspomaganie diagnostyki pacjentów.

Dzięki temu możliwe będzie dokładniejsze rozpoznawanie zmian metabolicznych oraz lepsze dopasowanie terapii do konkretnego pacjenta.

W realizację przedsięwzięcia zaangażowanych jest pięć wydziałów Politechniki Wrocławskiej. Projekt otrzymał blisko 1,9 mln zł dofinansowania w ramach drugiej edycji programu „Wsparcie zespołów badawczych”.

Badania mają zakończyć się pod koniec 2027 roku. Naukowcy liczą, że opracowane rozwiązania przyczynią się do rozwoju medycyny precyzyjnej, poprawią diagnostykę chorób metabolicznych i ułatwią tworzenie skuteczniejszych terapii.