Itin jautri skystosios biopsijos technologija vėžį aptinka anksčiau nei standartiniai metodai

Weill Cornell medicinos mokyklos, NewYork-Presbyterian, Niujorko genomo centro (NYGC) ir Memorial Sloan Kettering (MSK) mokslininkų atlikto tyrimo duomenimis, dirbtiniu intelektu pagrįstas metodas naviko DNR aptikimui kraujyje parodė precedento neturintį jautrumą prognozuojant vėžio atsinaujinimą. Naujoji technologija turi potencialo pagerinti vėžio gydymą, nes labai anksti nustato atsinaujinimą ir atidžiai stebi naviko atsaką į gydymą.

Birželio 14 d. žurnale „Nature Medicine“ paskelbtame tyrime tyrėjai parodė, kad jiems pavyko apmokyti mašininio mokymosi modelį – dirbtinio intelekto platformą – aptikti cirkuliuojančią naviko DNR (ctDNR), remiantis pacientų kraujo tyrimų DNR sekoskaitos duomenimis, pasižyminčiais labai dideliu jautrumu ir tikslumu. Jie sėkmingai pademonstravo technologiją pacientams, sergantiems plaučių vėžiu, melanoma, krūties vėžiu, gaubtinės žarnos vėžiu ir ikivėžiniais gaubtinės žarnos polipais.

„Mums pavyko gerokai pagerinti signalo ir triukšmo santykį, todėl, pavyzdžiui, galėjome aptikti vėžio atsinaujinimą mėnesiais ar net metais anksčiau, nei tai gali padaryti standartiniai klinikiniai metodai“, – teigė tyrimo bendraautoris dr. Danas Landau, Weill Cornell medicinos mokyklos hematologijos ir medicininės onkologijos skyriaus medicinos profesorius ir pagrindinis Niujorko genomo centro narys.

Tyrimo bendraautoris ir pirmasis autorius buvo dr. Adamas Widmanas, Landau laboratorijos podoktorantūros stažuotojas, kuris taip pat yra MSK krūties onkologas. Kiti pirmieji autoriai buvo Minita Shah iš NYGC, dr. Amanda Frydendal iš Orhuso universiteto ir Danielis Halmosas iš NYGC ir Weill Cornell medicinos mokyklos.

Skystosios biopsijos technologijos didelis potencialas kol kas realizuojamas lėtai. Dauguma esamų metodų yra skirti palyginti nedideliems su vėžiu susijusių mutacijų rinkiniams, kurios kraujyje dažnai yra per retos, kad būtų patikimai aptiktos, todėl vėžio pasikartojimo tikimybė yra nepakankamai įvertinama.

Prieš kelerius metus dr. Landau ir jo kolegos sukūrė alternatyvų metodą, pagrįstą viso genomo DNR sekvenavimu kraujo mėginiuose. Jie parodė, kad tai gali surinkti daug daugiau „signalo“, todėl galima jautriau ir logistiškai aptikti naviko DNR. Nuo tada šį metodą vis dažniau taiko skystos biopsijos kūrėjai.

Naujajame tyrime tyrėjai žengė dar vieną žingsnį, naudodami pažangią mašininio mokymosi strategiją (panašią į tą, kuri naudojama populiariose dirbtinio intelekto programose, tokiose kaip „ChatGPT“), kad aptiktų subtilius sekos nustatymo duomenų modelius, ypač siekdami atskirti vėžį rodančius modelius nuo sekos nustatymo klaidų ir kito „triukšmo“ rodiklių.

Vieno bandymo metu tyrėjai apmokė savo sistemą, kurią pavadino MRD-EDGE, atpažinti pacientui būdingas naviko mutacijas 15 gaubtinės žarnos vėžiu sergančių pacientų. Po operacijos ir chemoterapijos sistema, remdamasi kraujo duomenimis, prognozavo, kad devyniems iš jų likęs vėžys. Penkiems iš šių pacientų vėliau, po kelių mėnesių, mažiau jautriais metodais buvo nustatytas vėžio atsinaujinimas. Tačiau klaidingai neigiamų rezultatų nebuvo: nė vienas pacientas, kuriam MRD-EDGE buvo priskirtas be naviko DNR, tyrimo laikotarpiu nepasikartojo.

MRD-EDGE tyrimo jautrumas buvo panašus, kai pacientai sirgo ankstyvos stadijos plaučių vėžiu ir trigubai neigiamu krūties vėžiu, anksti nustatant visus recidyvus, išskyrus vieną, ir stebint naviko būklę gydymo metu.

Tyrėjai įrodė, kad MRD-EDGE netgi gali aptikti mutantinę DNR iš ikivėžinių gaubtinės žarnos adenomų – polipų, iš kurių išsivysto gaubtinės žarnos vėžys.

„Nebuvo aišku, ar šie polipai gali išskirti aptinkamą ctDNR, todėl tai yra reikšminga pažanga, kuri gali rodyti būsimas ikivėžinių pokyčių nustatymo strategijas“, – teigė dr. Landau, kuris taip pat yra Sandros ir Edwardo Meyerių vėžio centro Weill Cornell medicinos mokykloje narys ir hematologas-onkologas NewYork-Presbyterian/Weill Cornell medicinos centre.

Galiausiai tyrėjai parodė, kad net ir be išankstinio pacientų navikų sekoskaitos duomenų apdorojimo, MRD-EDGE galėjo aptikti atsaką į imunoterapiją melanomos ir plaučių vėžiu sergantiems pacientams kelias savaites prieš aptikimą standartiniu rentgeno vaizdu.

„Apskritai MRD-EDGE tenkina didelį poreikį, ir mes džiaugiamės jo potencialu bei bendradarbiaujame su pramonės partneriais, kad pabandytume jį pateikti pacientams“, – sakė dr. Landau.