Ultraherkkä nestebiopsiateknologia havaitsee syövän ennen tavallisia menetelmiä
Viimeksi tarkistettu: 14.06.2024
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Menetelmä, joka käyttää tekoälyä havaitsemaan kasvain-DNA:ta verestä, on osoittanut ennennäkemättömän herkkyyttä syövän uusiutumisen ennustamisessa, selviää Weill Cornell Medical Schoolin, NewYork-Presbyterianin, New Yorkin genomikeskuksen (NYGC) ja tutkijoiden johtaman tutkimuksen mukaan. Sloan Ketteringin muistomerkki (MSK). Uudella tekniikalla on potentiaalia parantaa syövän hoitoa havaitsemalla uusiutumisen varhaisessa vaiheessa ja seuraamalla tarkasti kasvaimen vastetta hoitoon.
Nature Medicine -lehdessä 14. Kesäkuuta julkaistussa tutkimuksessa tutkijat osoittivat, että he pystyivät kouluttamaan koneoppimismallin, eräänlaisen tekoälyalustan, joka havaitsee kiertävän kasvain-DNA:n (ctDNA) potilaan DNA-sekvensointitietojen perusteella. Verikokeet erittäin herkästi ja tarkasti. He osoittivat menestyksekkäästi teknologiaa potilailla, joilla on keuhkosyöpä, melanooma, rintasyöpä, paksusuolen syöpä ja syöpää esiaste paksusuolen polyyppeja.
"Saimme aikaan merkittäviä parannuksia signaali-kohinasuhteessa, mikä mahdollistaa esimerkiksi syövän uusiutumisen havaitsemisen kuukausia tai jopa vuosia ennen tavanomaisia kliinisiä menetelmiä", sanoi tutkimuksen toinen kirjoittaja, professori tohtori Dan Landau. Lääketieteen osasto Weill Cornell Medical Schoolin hematologian ja lääketieteellisen onkologian osastolla ja New Yorkin genomikeskuksen ydinjäsen.
Tutkimuksen toinen kirjoittaja ja ensimmäinen kirjoittaja oli tohtori Adam Widman, Landaun laboratorion tutkijatohtori, joka on myös rintaonkologi MSK:ssa. Muita ensimmäisiä kirjoittajia olivat Minita Shah NYGC:stä, tohtori Amanda Friedendahl Aarhusin yliopistosta ja Daniel Halmos NYGC:stä ja Weill Cornell Medical Schoolista.
Nestemäinen biopsiateknologia ei ole kyennyt toteuttamaan suurta potentiaaliaan pitkään aikaan. Useimmat olemassa olevat lähestymistavat kohdistuvat suhteellisen pieniin syöpään liittyviin mutaatioihin, jotka ovat usein liian harvinaisia veressä havaittavaksi luotettavasti, mikä johtaa syövän uusiutumisen aliarviointiin.
Useita vuosia sitten tohtori Landau ja hänen kollegansa kehittivät vaihtoehtoisen lähestymistavan, joka perustuu DNA:n koko genomin sekvensointiin verinäytteissä. He osoittivat, että tällä tavalla voitaisiin kerätä paljon enemmän "signaalia", mikä mahdollistaa herkemmän ja logistisesti helpomman kasvain-DNA:n havaitsemisen. Sittemmin nestemäisten biopsioiden kehittäjät ovat omaksuneet tämän lähestymistavan yhä enemmän.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat ottivat askeleen pidemmälle käyttämällä kehittynyttä koneoppimisstrategiaa (samanlainen kuin suosituissa tekoälysovelluksissa, kuten ChatGPT:ssä) havaitakseen hienovaraisia kuvioita sekvensointitiedoissa ja erityisesti erottaakseen läsnäoloa osoittavat kuviot. Syöpää, kuvioista, jotka osoittavat sekvensointivirheitä ja muuta "kohinaa".
Yhdessä testissä tutkijat kouluttivat järjestelmäänsä, jota he kutsuivat MRD-EDGE:ksi, tunnistamaan potilaskohtaiset kasvainmutaatiot 15 paksusuolensyöpäpotilaalla. Leikkauksen ja kemoterapian jälkeen järjestelmä ennusti veritietojen perusteella, että yhdeksällä heistä oli edelleen syöpä. Viidellä näistä potilaista uusiutuminen havaittiin myöhemmin useita kuukausia myöhemmin vähemmän herkillä menetelmillä. Vääriä negatiivisia tuloksia ei kuitenkaan ollut: yksikään potilas, jonka MRD-EDGE piti tuumorin DNA:ta vapaana, ei kokenut uusiutumista tutkimusjakson aikana.
MRD-EDGE on osoittanut samanlaista herkkyyttä varhaisvaiheen keuhkosyöpää ja kolminkertaisesti negatiivista rintasyöpää sairastavilla potilailla tehdyissä tutkimuksissa. Se havaitsi varhaisessa vaiheessa kaikki pahenemisvaiheet yhtä lukuun ottamatta ja seuraa kasvaimen tilaa hoidon aikana.
Tutkijat ovat osoittaneet, että MRD-EDGE voi jopa havaita mutantti-DNA:ta esisyövän paksusuolen adenoomista, polyypeistä, joista paksusuolen syövät kehittyvät.
"Ei ollut selvää, voisivatko nämä polyypit vapauttaa havaittavaa ctDNA:ta, joten tämä on merkittävä edistysaskel, joka voi viitata tuleviin strategioihin, joiden tarkoituksena on havaita syöpää edeltäviä muutoksia", sanoi tohtori Landau, joka on myös Sandra ja Edwardin jäsen. Meyer Cancer Center Weill Cornell Medical Schoolissa ja hematologi-onkologina NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Centerissä.
Lopuksi tutkijat osoittivat, että jopa ilman aiempaa koulutusta potilaiden kasvainsekvensointitiedoista, MRD-EDGE voi havaita immunoterapiavasteet melanooma- ja keuhkosyöpäpotilailla viikkoja ennen havaitsemista tavallisella röntgenkuvauksella.
"Kaiken kaikkiaan MRD-EDGE vastaa suureen tarpeeseen, ja olemme innoissamme sen mahdollisuuksista ja työskentelemme alan kumppaneiden kanssa yrittääksemme tuoda sen potilaiden ulottuville", tohtori Landau sanoi.