All unsere KI-Modelle benötigen zum Funktionieren lediglich eine Probe, die mit spezifischen Markern markiert ist, die wichtige nukleare Merkmale hervorheben. Dies ermöglicht nicht nur eine einfachere und schnellere Arbeitsweise, sondern kann auch die Stammzellforschung beschleunigen und dazu beitragen, den Einsatz von Tieren in wissenschaftlichen Untersuchungen zu reduzieren. Die nanoskalige Auflösung der Bilder ermöglichte es der KI, Veränderungen im Zellkern bereits eine Stunde nach der Infektion mit dem Herpes-Simplex-Virus Typ-1 zu erkennen. Das Modell konnte die Anwesenheit des Virus erkennen, indem es geringfügige Unterschiede in der DNA-Packung feststellte, die auftreten, wenn ein Virus beginnt, die Struktur des Zellkerns zu verändern.
Forscher müssen jedoch noch wichtige Beschränkungen überwinden, bevor die Technologie bereit ist, in klinischen Umgebungen getestet oder eingesetzt zu werden. Zum Beispiel können STORM-Bilder nur mit speziellen Geräten aufgenommen werden, die normalerweise nur in biomedizinischen Forschungslabors zu finden sind. Die Bereitstellung und Aufrechterhaltung der für die KI erforderlichen Bildgebungssysteme erfordert erhebliche Investitionen sowohl in Geräte als auch in technisches Fachwissen. Eine weitere Einschränkung ist, dass STORM-Bildgebung in der Regel nur einige Zellen gleichzeitig analysiert. Für diagnostische Zwecke, insbesondere in klinischen Umgebungen, in denen Geschwindigkeit und Effizienz entscheidend sind, müssten Ärzte eine viel größere Anzahl von Zellen in einem einzigen Bild erfassen können, um eine Krankheit erkennen oder überwachen zu können.
Obwohl klinische Vorteile noch Jahre entfernt sein könnten, wird erwartet, dass AINU die wissenschaftliche Forschung kurzfristig beschleunigen kann. Die Forscher fanden heraus, dass die Technologie Stammzellen mit sehr hoher Präzision identifizieren kann. Stammzellen können sich in jede Art von Zelle im Körper entwickeln, eine Fähigkeit, die als Pluripotenz bekannt ist. Pluripotente Zellen werden wegen ihres Potenzials, beschädigtes Gewebe zu reparieren oder zu ersetzen, untersucht. AINU kann den Prozess der Erkennung von pluripotenten Zellen schneller und genauer machen, was dazu beiträgt, dass Stammzelltherapien sicherer und effektiver werden können. “Aktuelle Methoden zur Erkennung hochwertiger Stammzellen basieren auf Tierversuchen. Alles, was unser KI-Modell benötigt, um zu funktionieren, ist jedoch eine Probe, die mit spezifischen Markern markiert ist, die wichtige nukleare Merkmale hervorheben. Neben der Einfachheit und Geschwindigkeit kann es die Stammzellforschung beschleunigen und gleichzeitig dazu beitragen, den Einsatz von Tieren in der Wissenschaft zu reduzieren”, sagt Davide Carnevali, Erstautor der Studie und Forscher am CRG.