SciTechDaily

ניקולס

בדיקת דם מבוססת בינה מלאכותית: קפיצה מצילת חיים בגילוי סרטן מוקדם

שיטה חדשה המונעת בינה מלאכותית הדגימה פריצת דרך בזיהוי DNA של הגידול מבדיקות דם, והראתה רגישות ודיוק גבוהים. טכנולוגיה זו, המכונה MRD-EDGE, עשויה לחולל מהפכה בגילוי ובניטור מוקדם של סרטן, כולל סרטן ריאות, שד, סרטן המעי הגס ומצבים טרום סרטניים. הוא מציע התקדמות מבטיחה על פני שיטות מסורתיות על ידי זיהוי הישנות סרטן חודשים או אפילו שנים קודם לכן.

חוקרים פיתחו שיטת AI המשפרת משמעותית את זיהוי הגידול DNA בדם, שיפור הגילוי והניטור מוקדם של סרטן. שיטה זו, המכונה MRD-EDGE, הראתה יעילות גבוהה בסרטן ריאות, שד וסרטן המעי הגס על ידי זיהוי הישנות מוקדם יותר משיטות קונבנציונליות.

חדש בינה מלאכותיתשיטה מונעת לזיהוי DNA של גידול בדם הראתה רגישות חסרת תקדים בחיזוי הישנות סרטן. הטכנולוגיה החדשה מבטיחה לשפר את הטיפול בסרטן עם זיהוי מוקדם מאוד של הישנות ומעקב צמוד אחר תגובת הגידול במהלך הטיפול. מחקר פורץ דרך זה הובל על ידי מדענים מ-Weill Cornell Medicine, New York-Presbyterian, המרכז לגנום ניו יורק (NYGC), ומרכז הסרטן ממוריאל סלואן קטרינג (MSK).

שיפור גילוי סרטן מוקדם עם AI

במחקר, שמופיע ב-14 ביוני ב רפואת טבעהחוקרים הראו שהם יכולים לאמן א למידת מכונה מודל, סוג של פלטפורמת בינה מלאכותית, לאיתור DNA של גידול במחזור (ctDNA) בהתבסס על נתוני רצף DNA מבדיקות דם של חולים, עם רגישות גבוהה מאוד דיוק. הם הציגו הדגמות מוצלחות של הטכנולוגיה בחולים עם סרטן ריאות, מלנומה, סרטן שד, סרטן המעי הגס ופוליפים טרום סרטניים במעי הגס.

"הצלחנו להשיג שיפור יוצא דופן של אות לרעש, וזה אפשר לנו, למשל, לזהות הישנות סרטן חודשים או אפילו שנים לפני ששיטות קליניות סטנדרטיות עשו זאת", אמר המחבר השותף למחקר, ד"ר דן לנדאו. פרופסור לרפואה בחטיבה להמטולוגיה ואונקולוגיה רפואית ב-Will Cornell Medicine וחבר סגל מרכזי במרכז הגנום של ניו יורק.

המחבר הראשון של המחקר, והמחבר השותף, היה ד"ר אדם וידמן, פוסט-דוקטורט במעבדת לנדאו, שהוא גם אונקולוג לסרטן השד ב-MSK. שאר המחברים הראשונים היו מיניטה שאה מ-NYGC, ד"ר אמנדה פרידנדל מ- אוניברסיטת ארהוסודניאל הלמוס מ-NYGC ו-Weill Cornell Medicine.

התקדמות בטכנולוגיית ביופסיה נוזלית

טכנולוגיית הביופסיה הנוזלית אימצה לממש את ההבטחה הגדולה שלה. רוב הגישות עד כה כוונו לקבוצות קטנות יחסית של מוטציות הקשורות לסרטן, שלעתים קרובות נמצאות בדלילות מדי בדם מכדי שניתן יהיה לזהותן בצורה מהימנה, וכתוצאה מכך הישנות סרטן שאינן מזוהות.

לפני מספר שנים, ד"ר לנדאו ועמיתיו פיתחו גישה חלופית המבוססת על רצף גנום שלם של DNA בדגימות דם. הם הראו שהם יכולים לאסוף הרבה יותר "אותות" בדרך זו, מה שמאפשר זיהוי רגיש יותר – ופשוט יותר מבחינה לוגיסטית – של DNA של הגידול. מאז, גישה זו אומצה יותר ויותר על ידי מפתחי ביופסיה נוזלית.

במחקר החדש, החוקרים זינקו שוב קדימה, תוך שימוש באסטרטגיית למידת מכונה מתקדמת (דומה לזו של ChatGPT ויישומי AI פופולריים אחרים) כדי לזהות דפוסים עדינים ברצף נתונים – בפרט, כדי להבחין בין דפוסים המרמזים על סרטן מאלה המרמזים על שגיאות רצף ו"רעשים" אחרים.

רגישות גבוהה בגילוי וניטור סרטן

בבדיקה אחת, החוקרים אימנו את המערכת שלהם, אותה הם מכנים MRD-EDGE, לזהות מוטציות גידול ספציפיות לחולה ב-15 חולי סרטן המעי הגס. בעקבות הניתוח והכימותרפיה של המטופלים, המערכת חזתה מנתוני דם כי לתשעה יש שאריות סרטן. חמישה מהחולים הללו נמצאו – חודשים לאחר מכן, בשיטות פחות רגישות – עם הישנות סרטן. אבל לא היו שליליות כוזבות: אף אחד מהמטופלים MRD-EDGE שנחשב נקי מ-DNA של הגידול לא חווה הישנות במהלך חלון המחקר.

MRD-EDGE הראה רגישות דומה במחקרים על סרטן ריאות בשלב מוקדם וחולי סרטן שד טריפל-שלילי, עם זיהוי מוקדם של כל ההישנות מלבד אחת ומעקב אחר מצב הגידול במהלך הטיפול.

החוקרים הוכיחו ש-MRD-EDGE יכול לזהות אפילו DNA מוטנטי מאדנומות טרום סרטניות של המעי הגס – הפוליפים שמהם מתפתחים גידולי המעי הגס.

"לא היה ברור שהפוליפים הללו משירים ctDNA ניתן לזיהוי, כך שזו התקדמות משמעותית שיכולה להנחות אסטרטגיות עתידיות שמטרתן לזהות נגעים טרום ממאירים", אמר ד"ר לנדאו, שהוא גם חבר במרכז הסרטן של סנדרה ואדוארד מאייר ב- וייל קורנל רפואה והמטולוג/אונקולוג במרכז הרפואי ניו-יורק-פרסביטריאן/ווייל קורנל.

לבסוף, החוקרים הראו שגם ללא הכשרה מוקדמת על רצף נתונים מגידולים של חולים, MRD-EDGE יכול לזהות תגובות לאימונותרפיה בחולי מלנומה וסרטן ריאות – שבועות לפני זיהוי באמצעות הדמיה סטנדרטית מבוססת רנטגן.

"בסך הכל, MRD-EDGE נותן מענה לצורך גדול, ואנחנו נרגשים מהפוטנציאל שלו ועובדים עם שותפים בתעשייה כדי לנסות לספק אותו לחולים", אמר ד"ר לנדאו.

המחקר בסיפור זה נתמך בחלקו על ידי המכון הלאומי לסרטן, חלק מה- המכונים הלאומיים לבריאותדרך מענק מספר R01 CA266619.

ניקולס