Tyrime, kurį vadovavo Weill Cornell Medicine, New York-Presbyterian, Niujorko genomo centras (NYGC) ir Memorial Sloan Kettering Cancer Center, dirbtinio intelekto pagrįstas metodas, skirtas aptikti naviko DNR kraujyje, parodė precedento neturintį jautrumą prognozuojant vėžio pasikartojimą. (MSK). Naujoji technologija gali pagerinti vėžio priežiūrą labai anksti nustatant pasikartojimą ir atidžiai stebint naviko atsaką gydymo metu.
Tyrime, kuris pasirodo birželio 14 d Gamtos medicina, mokslininkai parodė, kad jie gali išmokyti mašininio mokymosi modelį, dirbtinio intelekto platformos tipą, aptikti cirkuliuojančią naviko DNR (ctDNR), pagrįstą DNR sekos duomenimis iš pacientų kraujo tyrimų, labai jautriai ir tiksliai. Jie sėkmingai demonstravo technologiją pacientams, sergantiems plaučių vėžiu, melanoma, krūties vėžiu, gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiu ir ikivėžiniais gaubtinės ir tiesiosios žarnos polipais.
„Mes sugebėjome pasiekti nepaprastą signalo ir triukšmo pagerėjimą, ir tai leido mums, pavyzdžiui, aptikti vėžio pasikartojimą mėnesiais ar net metais anksčiau, nei tai padarė standartiniai klinikiniai metodai”, – sakė tyrimo bendraautorius dr. Danas Landau. Weill Cornell Medicine hematologijos ir medicininės onkologijos skyriaus medicinos profesorius ir Niujorko genomo centro pagrindinis fakulteto narys.
Tyrimo pirmasis autorius ir bendraautoris buvo daktaras Adam Widman, Landau laboratorijos doktorantas, taip pat MSK krūties vėžio onkologas. Kiti pirmieji autoriai buvo Minita Shah iš NYGC, dr. Amanda Frydendahl iš Orhuso universiteto ir Danielis Halmosas iš NYGC ir Weill Cornell Medicine.
Skystos biopsijos technologija lėtai įgyvendino savo didelį pažadą. Dauguma iki šiol taikomų metodų buvo nukreipti į santykinai mažus su vėžiu susijusių mutacijų rinkinius, kurių kraujyje dažnai būna per mažai, kad būtų galima patikimai aptikti, todėl vėžio pasikartojimai nepastebimi.
Prieš keletą metų daktaras Landau ir jo kolegos sukūrė alternatyvų metodą, pagrįstą viso genomo DNR sekos nustatymu kraujo mėginiuose. Jie parodė, kad tokiu būdu jie gali surinkti daug daugiau „signalų“, leidžiančių jautriau ir logistiniu požiūriu paprastiau aptikti naviko DNR. Nuo to laiko šį metodą vis dažniau naudoja skystų biopsijų kūrėjai.
Naujajame tyrime mokslininkai vėl šoktelėjo į priekį, naudodami pažangią mašininio mokymosi strategiją (panašią į ChatGPT ir kitų populiarių AI taikomųjų programų), kad nustatytų subtilius duomenų sekos modelius, ypač siekiant atskirti vėžį rodančius modelius nuo tų, kurie rodo sekos klaidos ir kitas „triukšmas“.
Vieno bandymo metu mokslininkai išmokė savo sistemą, kurią jie vadina MRD-EDGE, atpažinti pacientui būdingas naviko mutacijas 15 pacientų, sergančių gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiu. Po pacientų operacijos ir chemoterapijos sistema iš kraujo duomenų numatė, kad devyniems buvo likęs vėžys. Po kelių mėnesių, naudojant mažiau jautrius metodus, penkiems iš šių pacientų buvo nustatytas vėžio pasikartojimas. Tačiau klaidingų neigiamų rezultatų nebuvo: nė vienam iš pacientų, kuriems MRD-EDGE nebuvo nustatyta naviko DNR, tyrimo lango metu nepasikartojo.
MRD-EDGE parodė panašų jautrumą tiriant ankstyvos stadijos plaučių vėžį ir trigubai neigiamus krūties vėžiu sergančius pacientus, anksti nustatant visus, išskyrus vieną, pasikartojimą ir stebint naviko būklę gydymo metu.
Tyrėjai įrodė, kad MRD-EDGE gali aptikti net mutantinę DNR iš ikivėžinių kolorektalinių adenomų – polipų, iš kurių išsivysto gaubtinės ir tiesiosios žarnos navikai.
„Nebuvo aišku, kad šie polipai išskiria aptinkamą ctDNR, todėl tai yra reikšmingas pažanga, galinti paskatinti ateities strategijas, skirtas ikivėžiniams pažeidimams aptikti“, – sakė daktaras Landau, kuris taip pat yra Sandros ir Edwardo Meyer vėžio centro narys. Weill Cornell Medicine ir hematologas / onkologas Niujorko Presbyterian / Weill Cornell medicinos centre.
Galiausiai, mokslininkai parodė, kad net ir be išankstinio mokymo apie pacientų navikų sekos nustatymo duomenis, MRD-EDGE galėjo aptikti atsaką į imunoterapiją pacientams, sergantiems melanoma ir plaučių vėžiu, likus savaitei iki aptikimo naudojant standartinį rentgeno vaizdą.
„Apskritai, MRD-EDGE patenkina didelį poreikį, ir mes džiaugiamės dėl jos potencialo ir bendradarbiaujame su pramonės partneriais, bandydami pristatyti jį pacientams”, – sakė dr. Landau.