南印度文字如何改变科学看待寄生虫的方式

弓形虫是一种阴险的小寄生虫，感染了地球上三分之一的人。工程师和科学家之间的独特合作关系产生的数据挑战了有关该寄生虫行为的普遍智慧，并揭示了潜在的治疗目标。

刚地弓形虫以两种不同的方式感染人类，但是一种特殊的途径-被感染的猫暴露于粪便-俗称“猫砂病”。另一种通常是通过食用生的或未煮熟的肉而获得的形式，发展成为宿主肌肉和大脑中的组织囊肿，根据流行的科学知识，尽管它通过其重新激活的机制，它仍处于休眠状态，可以重新激活。未知。

根据安东尼·西奈(Anthony Sinai)博士。肯塔基大学医学院的这些寄生虫真正的麻烦始于这些寄生虫在大脑中重新激活，从而引起潜在的致命弓形虫性脑炎。网球传奇人物亚瑟·阿什(Arthur Ashe)可能是死于这种疾病的最著名人士。

西奈说：“由于活跃的艾滋病毒，化学疗法或器官移植引起的免疫抑制作用下的重新激活使这些组织囊肿在大脑中敲响了定时炸弹。”

大约40年以来，公认的科学观念是，这些囊肿中的寄生虫处于休眠状态。西奈说，主要的治疗目标是减少囊肿的数量或防止它们重新激活。问题在于，现有的治疗方法根本无效，而筛选新药的方法效率低下，效率低下。

他说：“以前，我们只是简单地算出了囊肿的数量，而忽略了每个囊肿中所含的寄生虫数量截然不同的事实。” 西奈想知道每个囊肿中包含多少个寄生虫，但要量化数十个囊肿的数据将需要人工计数，他估计这需要一个“熟练，积极主动的技术人员”来完成，大约需要一周的时间，这对人类具有巨大的潜力错误。

然后，在一次校园会议上，西奈(Sinai)遇到了英国工程学院的Abhijit Patwardhan博士，并告诉他他的困境。Patwardhan为Sinai开发了软件，该软件可以在不到一小时的时间内(不到一个小时)以完全的准确性量化囊肿中的寄生虫数量。

西奈说，更重要的是，该软件表明这些囊肿中存在更多的多样性和异质性，表明还有其他事情正在发生。这导致团队问当时是什么“非常异端”问题：以前被认为完全处于休眠状态的这些寄生虫实际上是否正在分裂?

西奈说：“阿比吉特开始认识到我作为生物学家时所掩盖的数字模式，但作为数学家和工程师，他正在看到它。” “这确实是一种独特的东西：我们正在查看相同的数据，看到实际上彼此联系在一起的完全不同的事物。”

就像两个难题一样，西奈和帕特沃汉的观点融合在一起，揭示了单个寄生虫内部的模式，从而揭示了对其生理学的空前洞察力。西奈说，这对于理解耐药性的基础，确定新的药物靶标以及揭示控制再激活的机制至关重要。

Patwardhan说，他的“灯泡时刻”来自一个意想不到的地方：印度南部。

他说：“寄生虫中的某些结构看起来像是花体，使我想起了印度南部使用的马拉雅拉姆语文字。” “我意识到这一挑战与培训计算机以识别手写脚本确实没有什么不同。”

Patwardhan的工作表明，不仅这些寄生虫正在积极地复制，而且它们以一定程度的复杂性进行复制，这是以前没有人意识到的。

西奈说：“我们有效地将这一领域颠倒了，现在人们真的不得不重新考虑关于寄生虫的生命周期的许多理所当然的事情。”

安东尼·西奈(Anthony Sinai)博士在英国工程学院的同事的帮助下，揭示了t的特征。刚寄生虫“使科学破灭”。图片来源：肯塔基大学Ben Corwin

违反教条的发现以及Patwardhan巧妙地发掘出的技术被用于计算建模框架，以获取对感染进展的预测性见解，并具有改善治疗策略的巨大潜力。

西奈说：“被寄生虫感染的免疫抑制患者必须使用预防药物，以防寄生虫重新活化。但是，这些药物具有明显的副作用，扼杀了治疗的依从性。”西奈说。

“如果我们能够预测患者何时处于危险之中，也许当寄生虫重新激活的机会真的很低时，我们可以调整治疗方法，甚至让患者休假。”

西奈(Sinai)将Patwardhan稍有不同的优势归功于这一重要新发现的催化剂。

西奈说：“ [帕特沃德]看到五年前没有人曾预测过的模式，实际上确实存在，并且有可能被利用。” “现在离将其潜在地应用于临床实践，测试新药，推动药物治疗的进行过程仅几步之遥，这的确令人惊讶。”

Patwardhan说，西奈半岛愿意挑战其领域的普遍智慧是至关重要的。

Patwardhan说：“很少有研究者愿意这样做;随之而来的是专业风险。”

团队的工作吸引了NIH的注意，NIH授予了这对夫妇三年期的110万美元，以继续他们的研究。

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