Oamenii de știință au dezvoltat primul instrument AI care prognozează rezultatele terapiei împotriva cancerului folosind informații de la fiecare celulă a tumorii

Oamenii de știință au dezvoltat primul instrument AI care prognozează rezultatele terapiei împotriva cancerului folosind informații de la fiecare celulă a tumorii
aprilie 18 15:05 2024
Articol scris de:
Timp citire articol: 4 minut(e)

Un grup de oameni de știință americani a dezvoltat primul algoritm inteligent pentru estimarea răspunsului pacienților la medicamentele împotriva cancerului la o rezoluție monocelulară.

Având în vedere că există peste 200 de tipuri de cancer și că fiecare cancer este unic în mod individual, eforturile continue de a dezvolta tratamente oncologice de precizie rămân descurajante.

Cea mai mare parte a atenției s-a concentrat pe dezvoltarea de teste sau analize de secvențiere genetică pentru a identifica mutațiile în genele care conduc cancerul, încercându-se apoi identificarea tratamentelor care pot acționa împotriva acestor mutații.

Dar mulți, dacă nu majoritatea, pacienți cu cancer nu beneficiază de aceste terapii țintite timpurii.

Într-un nou studiu publicat joi, în revista Nature Cancer, o echipă de oameni de știință din cadrul Institutului Național pentru cancer din Statele Unite descriu primul algoritm pentru estimarea răspunsului pacienților la medicamentele împotriva cancerului la o rezoluție monocelulară.

Denumit Perception (Planificarea personalizată bazată pe expresia unicelulară a tratamentelor în oncologie), noua abordare bazată pe inteligență artificială (AI) utilizează transcriptomica – studiul factorilor de transcripție, moleculele de ARN mesager (ARNm) exprimate de gene care transportă și transformă în acțiune informațiile ADN.

„O tumoră este ‘o fiară’ complexă aflată în evoluție. Utilizarea rezoluției unicelulare ne poate permite să abordăm ambele provocări”, spune porimul autor al studiului, prof. Sanju Sinha, cercetător în cadrul Programului de terapeutică moleculară a cancerului de la Institutul pentru descoperiri medicale, Sanford Burnham Prebys.

Un nou instrument de inteligență artificială numit Perception utilizează date la nivelul celulelor unice pentru a ajuta la estimarea răspunsului pacienților la diferite terapii. Micrografie în culori a celulelor canceroase pulmonare în cultură. Credit: Anne Weston, din colecția Institutului Francis Crick – Wellcome Sanger, aprilie 2024

Instrumentul Perception permite utilizarea informațiilor bogate din cadrul omicii unicelulare pentru a înțelege arhitectura clonală a tumorii și pentru a monitoriza apariția rezistenței, spun cercetătorii. În biologie, omics se referă la suma constituenților din cadrul unei celule.

„Capacitatea de a monitoriza apariția rezistenței este cea mai interesantă parte. Are potențialul de a ne permite să ne adaptăm la evoluția celulelor canceroase și chiar să ne modificăm strategia de tratament”, comentează prof. Sinha, care, împreună cu colegii săi, a folosit învățarea prin transfer – o ramură a inteligenței artificiale – pentru a construi instrumentul inteligent.

„Datele limitate cu o singură celulă din clinici au reprezentat cea mai mare provocare a noastră. Un model de inteligență artificială are nevoie de cantități mari de date pentru a înțelege o boală, nu foarte diferit de modul în care ChatGPT are nevoie de cantități uriașe de date text extrase de pe internet”, explică el.

Instrumentul AI folosește expresia genică publicată din tumori pentru a-și preînvăța modelele. Apoi, datele unicelulare provenite de la liniile celulare și de la pacienți, chiar dacă sunt limitate, au fost folosite pentru a regla modelele.

Acesta a fost validat cu succes prin estimarea răspunsului la monoterapie și la tratamentul combinat în trei studii clinice independente, publicate recent, pentru mielom multiplu, cancer de sân și cancer pulmonar.

În fiecare caz, Perception a stratificat corect pacienții în categorii de pacienți care au răspuns sau nu la tratament.

În cazul cancerului pulmonar, a surprins chiar și dezvoltarea rezistenței la medicamente pe măsură ce boala a progresat, o descoperire notabilă cu un mare potențial.

Autorii spun că instrumentul inteligent nu este gata pentru a fi lansat în clinici, dar abordarea arată că informațiile dintr-o singură celulă pot fi folosite pentru a ghida tratamentul.

Ei speră să încurajeze adoptarea acestei tehnologii în clinici pentru a genera mai multe date, care pot fi folosite pentru a dezvolta și perfecționa în continuare tehnologia în vederea utilizării în viitor.

„Calitatea predicției crește odată cu calitatea și cantitatea de date care îi servesc drept bază”, spune prof. Sinha.

El a dezvăluit că scopul echipei sale este acela de a crea un instrument clinic care poate estima răspunsul individual la tratament al pacienților cu cancer într-o manieră sistematică, bazată pe date.

„Sperăm că aceste descoperiri să stimuleze mai multe date și mai multe studii de acest gen, cât mai curând”, a adăugat el.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu