AI jest coraz powszechniej stosowana do rozpoznawania dolegliwości na bardzo wczesnym stadium – nawet zanim wystąpią pierwsze symptomy
Urszula Lesman
Reklama
Grupa naukowców z McGill University stworzyła narzędzie oparte na sztucznej inteligencji, które jest w stanie identyfikować wskaźniki chorób schowane do tej pory wewnątrz pojedynczych komórek. Badacze sądzą, że bardziej dogłębna analiza wnętrza komórek może wspomóc wcześniejsze wykrywanie dolegliwości i skuteczniejsze dopasowywanie terapii.
Reklama Reklama
Badanie, którego wyniki opublikowano w periodyku „Nature Communications”, opisuje, jak nowy system, nazwany DOLPHIN, może w przyszłości wesprzeć lekarzy w sprawniejszym diagnozowaniu schorzeń i podejmowaniu bardziej precyzyjnych decyzji odnośnie leczenia.
– To narzędzie może pomóc lekarzom w doborze pacjentów do terapii, które mają największe prawdopodobieństwo powodzenia, ograniczając tym samym leczenie metodą prób i błędów – oznajmił główny autor badania, Jun Ding, profesor pomocniczy na Wydziale Medycyny McGill University i młodszy badacz w Instytucie Badawczym Uniwersyteckiego Centrum Zdrowia McGill.
AI odkrywa choroby ukryte wewnątrz pojedynczych komórek
Zdaniem badaczy, wskaźniki chorób zazwyczaj manifestują się poprzez subtelne modyfikacje w ekspresji RNA, które mogą sygnalizować, czy choroba jest obecna, jak bardzo jest zaawansowana lub jak może reagować na określone terapie.
Konwencjonalne metody analizy genów zestawiają te sygnały w pojedynczą zagregowaną wartość dla każdego genu, co może maskować istotne rozbieżności i oferować jedynie niepełny obraz tego, co dzieje się w komórce.
Reklama Reklama Reklama
Jednakże, postęp w dziedzinie SI umożliwił uchwycenie złożoności danych pochodzących z pojedynczych komórek. DOLPHIN robi krok naprzód – analizuje, w jaki sposób geny są składane z mniejszych elementów nazywanych eksonami, co przekłada się na znacznie dokładniejszy obraz stanu komórek. Badacze stworzyli narzędzie, które wydobywa na światło dzienne istotne wskaźniki chorób, które wcześniej pozostawały niedostrzeżone.
W jednym z testów, DOLPHIN przeanalizował dane pojedynczych komórek pacjentów cierpiących na raka trzustki i zidentyfikował ponad 800 markerów chorobowych, których nie zarejestrowały konwencjonalne metody. System był w stanie odróżnić pacjentów z agresywnymi nowotworami wysokiego ryzyka od tych z łagodniejszym przebiegiem choroby – co może wspomóc lekarzy w wyborze odpowiedniej strategii leczenia.
W szerszym kontekście, to odkrycie stanowi fundament pod tworzenie cyfrowych modeli ludzkich komórek.
Badanie wykrywa HPV 10 lat przed pierwszymi objawami choroby
Z kolei naukowcy z Mass General Brigham stworzyli innowacyjny test krwi, HPV-DeepSeek, który umożliwia znacznie wcześniejsze rozpoznawanie nowotworów głowy i szyi związanych z wirusem HPV.
Wirus brodawczaka ludzkiego (HPV) odpowiada za około 70 proc. nowotworów głowy i szyi w Stanach Zjednoczonych, co plasuje je jako najczęstszy typ raka wywoływanego przez ten wirus. Ilość zachorowań nieustannie wzrasta z roku na rok. W odróżnieniu od nowotworów szyjki macicy związanych z HPV, dla których dostępne są badania przesiewowe, obecnie nie dysponujemy testem umożliwiającym wczesne wykrycie raka głowy i szyi związanego z tym wirusem.
Reklama Reklama Reklama
W konsekwencji, większość przypadków jest diagnozowana dopiero w momencie, gdy guz zawiera już miliardy komórek, wywołuje symptomy i często rozprzestrzenia się do sąsiadujących węzłów chłonnych.
W badaniu, którego wyniki zaprezentowano w „Journal of the National Cancer Institute”, naukowcy z Mass General Brigham udowodnili, że opracowany przez nich test z krwi – HPV-DeepSeek – może zidentyfikować nowotwory głowy i szyi związane z HPV nawet 10 lat przed pojawieniem się pierwszych symptomów.
– Gdy pacjenci zgłaszają się do nas z objawami choroby, są już oni kandydatami do terapii wywołujących poważne i długotrwałe efekty uboczne. Mamy nadzieję, że narzędzia takie jak HPV-DeepSeek pozwolą nam wychwytywać te nowotwory na jak najwcześniejszym etapie, co w rezultacie poprawi rokowania i jakość życia pacjentów – powiedział portalowi scitechdaily.com główny autor pracy, dr Daniel L. Faden, onkolog chirurg głowy i szyi.
Sztuczna inteligencja analizuje DNA
AI jest coraz szerzej stosowana w diagnostyce chorób na bardzo wczesnym stadium – nawet zanim pojawią się pierwsze symptomy.
Narzędzie HPV-DeepSeek wykorzystuje sekwencjonowanie całogenomowe w celu identyfikacji mikroskopijnych fragmentów DNA wirusa HPV, które odrywają się od guzów i krążą we krwi. Wcześniejsze badania przeprowadzone przez ten sam zespół wykazały, że test osiąga 99 proc. czułości i 99 proc. swoistości w diagnozowaniu raka już podczas pierwszej wizyty pacjenta – przewyższając dotychczasowe metody diagnostyczne.
Reklama Reklama Reklama
Poprzez zastosowanie uczenia maszynowego, badacze zwiększyli efektywność testu, który prawidłowo zidentyfikował 27 z 28 przypadków raka, włączając w to próbki pobrane na 10 lat przed diagnozą.
Obecnie zespół dokonuje walidacji wyników w drugim badaniu z podwójnie ślepą próbą, wykorzystując setki próbek z programu przesiewowego PLCO (Prostate, Lung, Colorectal, and Ovarian Cancer Screening Trial) prowadzonego przez National Cancer Institute.
Badania nad wczesnym wykrywaniem chorób
Badania nad wczesnym rozpoznawaniem chorób są również prowadzone w Europie. Badacze z Niemiec i Danii stworzyli model AI, który na podstawie delikatnych symptomów i predyspozycji pacjenta prognozuje przyszły stan jego zdrowia. Jest w stanie przewidzieć pojawienie się nawet tysiąca chorób.
Model został opracowany przez naukowców z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL), Uniwersytetu w Kopenhadze oraz Niemieckiego Centrum Badań nad Rakiem (DKFZ). AI jest w stanie przewidywać ryzyko wystąpienia ponad 1000 chorób, nawet z ponad dziesięcioletnim wyprzedzeniem. Badanie opiera się na tysiącach danych medycznych i ma potencjał zrewolucjonizowania podejścia do diagnostyki i planowania opieki zdrowotnej.
Jeżeli technologia okaże się skuteczna, przyszłe badania krwi lub analizy komórek mogą ujawniać choroby, zanim pacjent odczuje pierwsze symptomy. Medycyna prewencyjna zdecydowanie wkracza w erę sztucznej inteligencji.
