Надчутлива технологія рідкої біопсії виявляє рак перед стандартними методами
Останній перегляд: 14.06.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Метод, який використовує штучний інтелект для виявлення ДНК пухлини в крові, продемонстрував безпрецедентну чутливість у прогнозуванні рецидиву раку, згідно з дослідженням під керівництвом вчених з Weill Cornell Medical School, NewYork-Presbyterian, New York Genome Center (NYGC) та Меморіал Слоун Кеттерінг (MSK). Нова технологія має потенціал для покращення лікування раку, виявляючи рецидив на дуже ранній стадії та ретельно відстежуючи відповідь пухлини на терапію.
У дослідженні, опублікованому 14 червня в журналі Nature Medicine, дослідники показали, що їм вдалося навчити модель машинного навчання, різновид платформи штучного інтелекту, виявляти циркулюючу ДНК пухлини (ctDNA) на основі даних секвенування ДНК пацієнта. Аналізи крові з дуже високою чутливістю та точністю. Вони успішно продемонстрували цю технологію у пацієнтів з раком легенів, меланомою, раком молочної залози, раком товстої кишки та передраковими поліпами товстої кишки.
«Нам вдалося досягти значних покращень у співвідношенні сигнал/шум, що дозволило нам, наприклад, виявляти рецидиви раку на місяці або навіть роки раніше за стандартні клінічні методи», — сказав співавтор дослідження доктор Ден Ландау, професор медицини на кафедрі гематології та медичної онкології медичної школи Вейла Корнелла та головний член Нью-Йоркського геномного центру.
Співавтором і першим автором дослідження був доктор Адам Відман, докторант лабораторії Ландау, який також є онкологом молочної залози в MSK. Іншими першими авторами були Мініта Шах з NYGC, доктор Аманда Фрідендал з Орхуського університету та Даніель Халмос з NYGC і Weill Cornell Medical School.
Протягом тривалого часу технологія рідкої біопсії не могла реалізувати свій великий потенціал. Більшість існуючих підходів націлені на відносно невеликі набори пов’язаних із раком мутацій, які часто надто рідко зустрічаються в крові, щоб їх надійно виявити, що призводить до недооцінки рецидивів раку.
Кілька років тому доктор Ландау та його колеги розробили альтернативний підхід, заснований на повногеномному секвенуванні ДНК у зразках крові. Вони показали, що таким чином можна зібрати набагато більше «сигналу», дозволяючи більш чутливо та логістично легше виявляти ДНК пухлини. Відтоді цей підхід все частіше застосовують розробники рідкої біопсії.
У новому дослідженні дослідники зробили ще один крок далі, використовуючи вдосконалену стратегію машинного навчання (подібну до тієї, що використовується в популярних програмах штучного інтелекту, як-от ChatGPT), щоб виявити тонкі шаблони в послідовності даних, зокрема, щоб розрізнити шаблони, що вказують на присутність раку, від шаблонів, що вказують на помилки послідовності та іншого «шуму».
В одному тесті дослідники навчили свою систему, яку вони назвали MRD-EDGE, розпізнавати специфічні для пацієнта мутації пухлин у 15 хворих на рак товстої кишки. Після операції та хіміотерапії система передбачила на основі даних крові, що дев’ять із них все ще мають рак. У п'яти з цих пацієнтів рецидив був виявлений через кілька місяців менш чутливими методами. Однак помилково негативних результатів не було: жоден із пацієнтів, яких MRD-EDGE вважав вільними від ДНК пухлини, не зазнав рецидиву протягом періоду дослідження.
MRD-EDGE продемонстрував подібну чутливість у дослідженнях пацієнтів із ранньою стадією раку легенів і тричі негативним раком молочної залози, виявляючи всі рецидиви, крім одного, на ранній стадії та контролюючи стан пухлини під час лікування.
Дослідники продемонстрували, що MRD-EDGE може навіть виявляти мутантну ДНК із передракових аденом товстої кишки, поліпів, з яких розвивається рак товстої кишки.
«Не було зрозуміло, чи можуть ці поліпи вивільняти виявлену ктДНК, тому це значний прогрес, який може вказувати на майбутні стратегії, спрямовані на виявлення передракових змін», — сказав д-р Ландау, який також є членом Sandra and Edward. Онкологічний центр Мейєра в Медичній школі Вейла Корнелла та як гематолог-онколог у Пресвітеріанському медичному центрі Нью-Йорка/Вейла Корнелла.
Зрештою, дослідники показали, що навіть без попереднього навчання даних про секвенування пухлини пацієнтів MRD-EDGE може виявляти відповіді імунотерапії у пацієнтів з меланомою та раком легенів за тижні до виявлення за допомогою стандартного рентгенівського зображення.
"Загалом, MRD-EDGE задовольняє велику потребу, і ми в захваті від його потенціалу та працюємо з галузевими партнерами, щоб спробувати надати його пацієнтам", - сказав доктор Ландау.