גילוי נגיף הכלבת בתרביות תאים עשוי להפוך בקרוב למהיר יותר ונגיש יותר, הודות למערכת AI ראשונה בעולם שפותחה על ידי חוקרים מהמכון ל-People-Centred AI (PAI) של אוניברסיטת סארי בשיתוף צוות הכלבת וזונוזיות נגיפיות בסוכנות לבריאות בעלי חיים וצמחים (APHA). פריצת הדרך נועדה לעזור לשפר את המעקב אחר אחת המחלות הזיהומיות הקטלניות בעולם ולספק כלים מעשיים מוכנים למעבדה שניתן לאמץ במדינות אנדמיות.
למרות שניתן למנוע כמעט לחלוטין באמצעות חיסון, כלבת גורמת לכ-59,000 מקרי מוות אנושיים מדי שנה. פרקטיקות נוכחיות לאבחון ומדידת נוגדנים מגנים באמצעות חיסון עדיין מסתמכים על מומחים הבודקים ידנית אלפי תמונות מיקרוסקופ – שיכולות להיות איטיות, עתירות עבודה ופתוחות להבדלים בפירוש.
במחקר במימון DEFRA שפורסם ב-Nature Scientific Reports, צוות המחקר יצר את זרימת העבודה הראשונה מבוססת AI המסוגלת לזהות זיהום בנגיף הכלבת בתרביות תאים ולמדוד במדויק את רמות ריכוז הנוגדנים.
בעזרת יותר מ-2,300 תמונות פלואורסצנטיות המכילות למעלה מ-36,000 קטעי תמונה מוערים, הצוות אימן מספר מודלים של למידה עמוקה לזהות זיהום בנגיף הכלבת בתוך תאים. המודל בעל הביצועים הטובים ביותר סיווג נכון 99.6 אחוזים מהדגימות והבדיל באופן כמעט מושלם בין תאים נגועים לתאים לא נגועים, תוך הימנעות מאזעקות שווא.
ג'ואן אמאיה-קוסטה, חוקרת דוקטורט באוניברסיטת סארי ומדען לחקר כלבת וזונוזות ויראליות ב-APHA, אמרה:
כלבת היא אחת המחלות הזיהומיות העתיקות והקטלניות בעולם, שגובה עשרות אלפי חיים מדי שנה, משום שאבחון ומעקב בזמן נותרו מאתגרים באזורים רבים בעולם. ברגע שמופיעים סימנים קליניים, זה כמעט תמיד קטלני, ולכן מניעה ואבחון מוקדם חיוניים.
זרימת העבודה של AI שלנו מספקת למעבדות דרך מהירה ועקבית יותר לנתח דגימות תוך הפחתת ההסתמכות על פרשנות ידנית."
ג'ואן אמאיה-קוסטה, חוקרת דוקטורט, אוניברסיטת סארי ומדענית מחקר כלבת וזונוזות ויראליות ב-APHA
הטכנולוגיה יכולה לעזור למעבדות לנתח דגימות במהירות ובעקביות יותר, במיוחד במדינות שבהן הכלבת נותרה אנדמית והמומחיות המומחית מוגבלת. זה גם יכול למדוד בצורה מהימנה את רמות הנוגדנים המשמשות להערכת הגנת החיסון ולתמוך בדרישות הנסיעות הבינלאומיות לחיות מחמד.
פרופסור מירוסלב בובר, פרופסור לעיבוד וידאו ואינטליגנציה של מכונה באוניברסיטת סארי, אמר:
"המחקר הזה מראה כיצד בינה מלאכותית יכולה לתמוך במדענים על ידי ביצוע ניתוח תמונות מורכבות במהירות, בעקביות ובקנה מידה. אמנם הדגמנו את הגישה הזו לכלבת, אבל אותה מסגרת יכולה להיות מיושמת על מחלות זיהומיות אחרות המסתמכות על בדיקות מעבדה דומות, ועוזרת לחוקרים ולמעבדות אבחון לעשות שימוש טוב יותר ב-AI בעתיד".
התוצאות מקימות מסגרת שניתן להתאים לאיתור, ניתוח ומעקב אחר פתוגנים אחרים, התומכות ביישומים רחבים יותר של AI במחקר ובאבחון של מחלות זיהומיות.
אנו מקווים שהחידוש הזה יעזור לחזק את מעקבי הכלבת ובסופו של דבר לתמוך במאמצים עולמיים לחסל מקרי מוות של בני אדם ממחלה זו. טכנולוגיה זו מפותחת כעת נוספת לשימוש לאיתור הנגיף ברקמת מוח נגועה, אשר אנו מקווים שתשנה מעבדות בינלאומיות לאבחון כלבת".
ד"ר לוריין מ. מקליני, ראש מעבדת ההתייחסות הלאומית לכלבת בני אדם ובעלי חיים ב-APHA
