Doktoranci PW chcą wesprzeć leczenie nowotworów

Zespół młodych naukowców chce wykorzystać mikroskopię holograficzną do monitorowania immunoterapii. Aktualnie trwają prace na stworzeniem prototypu rozwiązania.

Immunoterapia polega na aktywacji układu immunologicznego, który ma naturalne mechanizmy obronności przeciwnowotworowej. Najbardziej zaawansowana i najnowocześniejsza forma tej metody to terapia CAR-T. Każda dawka lecznicza jest tu indywidualnie wytwarzana dla pacjenta przy użyciu jego własnych limfocytów T. Potrzeba do tego systematycznego monitorowania postępów i późniejszej rekonwalescencji. Obecnie w tym celu używa się panelów cytometrycznych oraz testów diagnostycznych, które wymagają odpowiednio wykwalifikowanego personelu, odczynników i zajmują wiele czasu. Ponieważ CAR-T to kosztowna i długa procedura, szybkie i niezawodne narzędzie do jej monitorowania mogłoby przyspieszyć diagnostykę i pomóc lekarzom w podejmowaniu decyzji o przerwaniu lub kontynuowaniu terapii oraz ocenie jej postępów.

– Nasze podejście jest odpowiedzią na potrzebę nieinwazyjnego, szybkiego i taniego monitorowania spersonalizowanej terapii CAR-T – wyjaśnia mgr inż. Martyna Mazur – liderka zespołu QPI4MED, doktorantka z Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. – W porównaniu do konkurencyjnych rozwiązań proponujemy wyspecjalizowane narzędzie oparte na intuicyjnej aplikacji, dzięki której analiza wyników stanie się prostsza, szybsza i nie będzie wymagała doświadczenia z zakresu optyki i fotoniki.

Pomysł młodych naukowców to połączenie cyfrowej mikroskopii holograficznej – nieinwazyjnej, ilościowej techniki obrazowania i intuicyjnego narzędzia do monitorowania stanu limfocytów w trakcie immunoterapii komórkowej.

Pomysł zajął ex aequo pierwsze miejsce podczas Tech-Athonu 2023 –  skierowanego do doktorantów z Politechniki Warszawskiej maratonu prac nad innowacyjnymi rozwiązania technologicznymi o potencjale wdrożeniowym. Dzięki nagrodzie w wysokości 80 tys. złotych zespół ma fundusze na dalszy rozwój projektu. 

– Nasza praca w tym momencie ukierunkowana jest na stworzenie prototypu – opowiada mgr inż. Martyna Mazur. – Pierwszy etap zakłada zebranie danych i opracowanie algorytmów przetwarzania danych dla posiadanego przez nas systemu cyfrowej mikroskopii holograficznej. Algorytmy będą obejmować rozwiązania oparte na sieciach neuronowych oraz na klasycznych podejściach. Chcemy opracować metodę odzyskiwania map fazowych wolnych od artefaktów i szumu oraz zaimplementować algorytm do segmentacji limfocytów wraz z algorytmem monitorującym ich stan.

W kolejnym etapie młodzi naukowcy chcą się skupić na rozwoju intuicyjnej aplikacji wspomagającej monitorowanie terapii CAR-T.

– W przyszłości chcemy rozszerzyć nasze działania poprzez wprowadzanie do aplikacji kolejnych modułów ukierunkowanych na inne zastosowania biomedyczne – zaznacza mgr inż. Martyna Mazur.

Zespół QPI4MED tworzą: mgr inż. Martyna Mazur, mgr inż. Maria Baczewska, mgr inż. Michał Gontarz, mgr inż. Michał Ziemczonok (wszyscy z Wydziału Mechatroniki Politechniki Warszawskiej, z Instytutu Mikromechaniki i Fotoniki) oraz mgr Paulina Laskowska z Instytutu Hematologii i Transfuzjologii.