0% Complete
English
صفحه اصلی
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Integration of High-Speed AFM Nanomechanical Profiling with Deep Spatiotemporal Learning for Early Response Assessment and Tumor Stage Prediction in Oncolytic Virotherapy
نویسندگان :
َAlireza Haghighatjoo
1
Fatemeh Noori
2
Peyman Afshari Bijarbaneh
3
Seyed Amirhossein Mousavi
4
1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد
2- Genova University , italy
3- Genova University , italy
4- دانشگاه ازاد مشهد
کلمات کلیدی :
Oncolytic Virotherapy،Atomic Force Microscopy،Early Response Biomarkers،Deep Learning / CNN-LSTM،Nanomechanical Profiling
چکیده :
Oncolytic virotherapy has emerged as a promising therapeutic strategy in oncology, utilizing genetically engineered or naturally occurring viruses to selectively infect, replicate within, and lyse malignant cells while sparing normal tissues. Beyond direct cytolysis, oncolytic viruses stimulate antitumor immunity by releasing tumor-associated antigens and danger signals, thereby initiating systemic immune responses. However, clinical translation is limited by the lack of robust early-stage biomarkers for treatment response assessment and patient stratification. Conventional evaluation methods—imaging, molecular assays, and immunohistochemistry—often provide delayed or indirect feedback, restricting timely therapeutic optimization. Nanomechanical profiling of living cells offers a novel approach for real-time assessment of therapeutic efficacy. Atomic Force Microscopy (AFM) enables label-free, nanoscale measurement of cellular mechanical properties, including stiffness, elasticity, and surface topography, which dynamically change in response to cytoskeletal remodeling and therapeutic interventions. Recent advances in high-speed AFM, coupled with artificial intelligence (AI), allow automated, high-dimensional feature extraction from raw nanomechanical data. Deep learning frameworks, particularly hybrid convolutional neural network (CNN) and long short-term memory (LSTM) architectures, have been shown to accurately classify cancer-related phenotypes and detect extracellular vesicle signatures with AUC values exceeding 0.90. In this study, we present a novel framework combining high-speed AFM with a hybrid CNN–LSTM pipeline to assess early responses to oncolytic virotherapy. Using human tumor cell lines infected with clinically relevant oncolytic viruses (HSV-1, VSV, NDV), we demonstrate that nanomechanical signatures acquired within the first 24 hours reliably distinguish responders from non-responders with >95% accuracy and predict tumor stage with AUC values of 0.90–0.95. Responding cells exhibited early softening, increased nanovibrational activity, and membrane roughening, whereas non-responders displayed attenuated mechanical changes, providing distinct mechanobiological fingerprints of therapeutic efficacy.Our findings establish AFM–AI integration as a rapid, label-free, and non-destructive platform for early response monitoring and tumor stage prediction in oncolytic virotherapy. This approach surpasses conventional methods in speed, sensitivity, and specificity, offering a translational pathway toward real-time patient stratification and personalized treatment adjustments. The study lays the groundwork for further integration of mechanobiology-informed biomarkers with complementary omics and imaging modalities to advance precision oncology workflows.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
Vision Transformer-Based Emotion Recognition in EEG Using Pseudo-Image Construction
Ali Kouchakzadeh - Soheil Moradi - Mohammad Mohsen Ebrahimi Seyghalan - Mehdi Fardmanesh
چشم اندازهای کاربردی علم داده در علوم مهندسی
لیلی روح بخش
ارتباط بین رفتار سرمایه گذاری و خطر سقوط قیمت سهام
بیتا دلنواز اصغری - لیلا محمدی - بهنام رنجبرالوار - مهدی پورعلی
نقش هوش مصنوعی در چابکی زنجیره تامین بر اساس دیدگاه زنجیره تامین بشردوستانه
اسماعیل محبی کندسری
چارچوبهای توسعه پایدار و اخلاقمدار هوش مصنوعی در نظام حقوقی ایران و اسناد بینالمللی
سیده مریم اعتماد - سجاد نعیم وفا
رابطه سیاست پولی و ورشکستگی شرکت با فرار مالیاتی
صفیه سلیمان نژاد - امید پایدار خیابانی - احمد شاهی - محمد هاشم نژاد سراجه لو
عصر جدید مدلسازی بیومکانیکی با یادگیری ماشین آگاه از فیزیک
علی یعقوبیان - فائزه یعقوبیان
بررسی تأثیر قدرت رقابتی و ریسک ورشکستگی بر اعتبار تجاری شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
فاطمه تسلیمی
مروری بر روش های هوش مصنوعی توضیح پذیر
الهه محمدی - آزاده سلطانی
بررسی تأثیر ریسک اطلاعات مالی و بندهای تعدیلی حسابرسی بر وجوه هیئتمدیره مشترک در شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
حمیدرضا عزیزی - عرفان تخستین حلم
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.5.2