Если вы когда-нибудь порезались, вы видели тромбоциты в действии - эти крошечные кровяные тельца подобны работникам скорой помощи, спешащим заделать повреждение и остановить кровотечение. Но иногда они слишком остро реагируют. У людей с заболеваниями сердца они могут образовывать опасные тромбы внутри артерий, приводящие к сердечным приступам или инсультам.

"Тромбоциты играют решающую роль при заболеваниях сердца, особенно при ИБС, поскольку они непосредственно участвуют в образовании тромбов", - пояснил доктор Кадзутоши Хиросе, доцент больницы Токийского университета и ведущий автор исследования. "Чтобы предотвратить образование опасных тромбов, пациентов с ИБС часто лечат антитромбоцитарными препаратами. Однако по-прежнему сложно точно оценить, насколько хорошо эти препараты действуют у каждого человека, что делает мониторинг активности тромбоцитов важной целью как для врачей, так и для исследователей".

Эта задача подтолкнула Хиросе и его сотрудников к разработке новой системы мониторинга тромбоцитов в движении, использующей высокоскоростное оптическое устройство и искусственный интеллект.

"Мы использовали усовершенствованное устройство под названием микроскоп с мультиплексированием с частотным разделением (FDM), который работает как сверхскоростная камера, делающая четкие снимки клеток крови в потоке", - сказал соавтор Юки Чжоу, доцент кафедры химии Токийского университета. "Точно так же, как дорожные камеры фиксируют каждый автомобиль на дороге, наш микроскоп ежесекундно фиксирует тысячи изображений клеток крови в движении. Затем мы используем искусственный интеллект для анализа этих изображений. Искусственный интеллект может определить, видит ли он отдельный тромбоцит (например, один автомобиль), скопление тромбоцитов (например, дорожную пробку) или даже лейкоциты, которые следуют за ним по пятам (например, полицейскую машину, попавшую в пробку)."

Исследовательская группа применила этот метод к образцам крови более чем 200 пациентов. Их снимки показали, что у пациентов с острым коронарным синдромом было больше агрегатов тромбоцитов, чем у пациентов с хроническими симптомами, что подтверждает идею о том, что эта технология может отслеживать риск свертывания крови в режиме реального времени.

"Отчасти мое научное любопытство вызвано недавними достижениями в области высокоскоростной визуализации и искусственного интеллекта, которые открыли новые способы наблюдения и анализа клеток крови в движении", - сказал доктор Кейсуке Года, профессор химии Токийского университета, возглавлявший исследовательскую группу. "Искусственный интеллект может "видеть" закономерности за пределами того, что может обнаружить человеческий глаз".

Одним из наиболее важных открытий было то, что простая кровь, взятая из руки, а не из артерий сердца, давала почти ту же информацию.

"Как правило, если врачи хотят понять, что происходит в артериях, особенно коронарных, им необходимо проводить инвазивные процедуры, такие как введение катетера через запястье или пах для сбора крови", - сказал Хиросе. "Что мы обнаружили, так это то, что простой взятие обычного образца крови из вены на руке все еще может предоставить значимую информацию об активности тромбоцитов в артериях. Это интересно, потому что делает процесс намного проще, безопаснее и удобнее".

В долгосрочной перспективе мы надеемся, что эта технология поможет врачам лучше персонализировать лечение сердечных заболеваний.

"Точно так же, как некоторым людям требуется больше или меньше обезболивающих в зависимости от их организма, мы обнаружили, что люди по-разному реагируют на антитромбоцитарные препараты. На самом деле, некоторые пациенты страдают от рецидивирующего тромбоза, а другие страдают от рецидивов кровотечений даже при приеме одних и тех же антитромбоцитарных препаратов", - сказал Хиросе. "Наша технология может помочь врачам увидеть, как ведут себя тромбоциты каждого человека в режиме реального времени. Это означает, что методы лечения могут быть скорректированы таким образом, чтобы лучше соответствовать потребностям каждого человека".

"Наше исследование показывает, что даже такая маленькая вещь, как клетка крови, может рассказать большую историю о вашем здоровье", - добавил Чжоу.