Искусственный интеллект (ИИ) служит ценным инструментом при анализе стандартного образца крови для обнаружения раковых клеток, помогая определить конкретный тип рака или предсказать потенциальное развитие существующего рака. Институт рака Allina Health в Миннеаполисе, штат Миннесота, и компания Astrin Biosciences совместно активно интегрируют искусственный интеллект для улучшения оценки присутствия раковых клеток в образцах крови, начиная с рака молочной железы, который сталкивается с уникальной проблемой, связанной с недостатками маммограммы, и требует революционного подхода. подход.
«Человеческий мозг и глаз используют репертуар любого клинициста или хранимую базу данных изображений при просмотре рентгеновского снимка или образца крови, но это [method] ограничено, потому что это все, что клиницист видел за свою жизнь или во время обучения. ИИ можно запрограммировать на использование нескольких репертуаров, а также на продолжение обучения», — объяснил Бадринат Конети, доктор медицинских наук, в интервью изданию Таргетная терапия в онкологии. Конети — президент Института рака Allina Health.
Процесс
В Институте рака Allina Health образцы крови берут в стандартные пробирки для крови, а затем отправляют в лаборатории Астрина. Затем образцы обрабатываются с помощью запатентованных оптофлюидных чипов, где образец, проходящий через микрокапилляры, подвергается лазерной микроскопии с высоким разрешением», — пояснил Конети. Генерируется голографическое трехмерное изображение каждой клетки, и «именно здесь в игру вступает ИИ», — сказал Конети.
Роль ИИ
Программа искусственного интеллекта оценивает голографическое трехмерное изображение клетки, сравнивая его с сохраненной базой данных отсканированных подтвержденных изображений раковых клеток, пояснил Конети. Клетки, имеющие характеристики, соответствующие раковым клеткам, сортируются и собираются. Одновременно в процессе идентификации клетки также окрашиваются различными типами антител, некоторые из которых специфичны для определенного типа рака. «ИИ не только оценивает и перекрестно ссылается на форму, размер и природу клетки, но также определяет, экспрессирует ли клетка специфические маркеры для определенного типа рака, и это добавляет двойной уровень идентификации», — Конети. отмеченный. «Если вы используете ИИ для поиска более специфичных клеток [to the type of cancer you’re evaluating for]вы можете обнаружить отклонения на ранней стадии».
Этот процесс возможен благодаря вычислительной мощности, лежащей в основе этого подхода, и растущей базе данных раковых клеток, объяснил Конети. «Мы обучили модель ИИ на многих известных раковых клетках, чтобы у нее была база данных для сравнения. [with]и каждый раз, когда мы обрабатываем новую выборку, мы вводим критерии выборки в базу данных». В результате эта база данных растет, позволяя проводить все более полные сравнения для каждого нового образца.
ИИ против традиционных методов
«Мы делаем нечто подобное, но используем ИИ для повышения уровня сравнения», — отметил Конети. Этот метод повышает точность традиционного метода, когда один патологоанатом смотрит на предметное стекло и говорит, что есть признаки рака. «Теперь вы берете тот же образец и оцениваете маркеры, генетический состав и белковый состав и объединяете несколько методов для повышения точности, и это повышает специфичность диагноза», — сказал Конети. К этому методу также наблюдается повышенная чувствительность, пояснил Конети. Поскольку каждая клетка в образце крови оценивается в виде большого трехмерного изображения, это более тщательный анализ, «похожий на поиск иголки в стоге сена; однако с помощью этого метода, когда вы найдете иглу, вы сможете лучше понять, что это игла, а не булавка», — сказал Конети.
Использование ИИ другими компаниями при жидкой биопсии
Другие медицинские компании используют ИИ для улучшения традиционных методов анализа, включая жидкую биопсию. Epic Sciences разработала трехмерные модели визуализации, чтобы лучше оценить популяцию клеток. RareCyte, Therapanacea и Guardant Health — это другие компании, делающие успехи в области диагностики пациентов.
Аналогичная концепция представляет собой одобренный FDA тест, разработанный CELLSEARCH, для выявления циркулирующих раковых клеток, обнаруженных в крови. Однако метод отличается тем, что CELLSEARCH использует пробирки, покрытые антителом, называемым молекулой адгезии эпителиальных клеток (EpCAM), для идентификации эпителиальных клеток. Конети объяснил, что при этом методе специфичность и чувствительность теста не столь точны, потому что клетки могут иметь или не иметь это антитело, или им может не хватить антител для захвата.1
Почему рак молочной железы?
На этапе разработки и внедрения этого метода генеральный директор Конети и Astrin Biosciences Джаянт Партасарати, доктор философии, искал способ применить этот подход к постели больного, чтобы помочь пациентам. Интересно, что рак молочной железы вызывает уникальную озабоченность. Примерно у 40% женщин в груди имеются участки плотной фиброзной ткани. Такая плотность не позволяет врачу определить наличие опухоли на маммограмме.2 Следующим шагом будет назначение МРТ. FDA обязало все учреждения обновить протокол, включив в него заявление о том, что маммограмма может быть неточной, а пациентам рекомендуется пройти другие тесты, чтобы определить, есть ли у них рак, объяснил Конети.3
В сочетании с этой обеспокоенностью Конети сказал, что при оценке образцов рака молочной железы в лаборатории «удивительно, но даже на ранней стадии рака молочной железы мы смогли обнаружить раковые клетки в кровотоке, что, по нашему мнению, было необычным». Конети и Партасарати продолжили исследования и обнаружили, что другие сообщали об этом явлении, обнаруживая циркулирующие раковые клетки на ранних стадиях как в костном мозге, так и в крови. сигнатуры экспрессии генов, специфичные для рака молочной железы. «Мы смогли доказать, что это действительно клетки рака молочной железы, потому что они экспрессируют [with] позитивный [results] для всех этих маркеров», — сказал Конети.
Войдите в DCIS
Врачи, лечащие пациентов с протоковой карциномой in situ (DCIS), сталкиваются с загадкой, поскольку не у всех пациентов с этим типом рака молочной железы развивается агрессивный рак. «Многие женщины наблюдаются, и с ними ничего не происходит», — отметил Конети, и поскольку в настоящее время не существует идеального альтернативного решения, кроме МРТ для женщин с плотной тканью груди, этот простой анализ крови действует как вторая проверка перед МРТ.
«Если у нас будет анализ крови, который сможет выявить женщин, подвергающихся наибольшему риску, то, возможно, это будет иметь значение», — сказал Конети. Он предположил, что женщины, у которых в крови присутствует много или вообще какие-либо раковые клетки, могут быть теми, у кого наблюдается прогрессирование заболевания и им требуется МРТ, а тем, у кого в крови мало или вообще нет раковых клеток, МРТ может не понадобиться, потому что рак менее вероятен. прогрессировать.
С нетерпением жду
Сближение различных проблем в лечении рака молочной железы представляет собой идеальную возможность подтвердить и определить роль ИИ в жидкой биопсии. Эта технология призвана помочь пациентам, для которых маммография может оказаться неэффективной, в определении того, представляет ли DCIS риск.
Использование искусственного интеллекта, отметил Конети, также может дать онкологам более детальное представление о том, как белки реагируют на методы лечения рака, и тем самым уточнить подходы к лечению для отдельного пациента. Институт рака Allina Health и Astrin Biosciences собираются сообщить о своих выводах позднее в этом году.
«В будущем ИИ может заменить традиционные методы. Однако на данный момент его роль в первую очередь заключается в дополнении наших устоявшихся подходов», — сказал Конети.
ССЫЛКИ 1. Милнер Л.М., Линдер М.В., Вальдес Р.младший. Циркулирующие опухолевые клетки: обзор современных методов и необходимость выявления гетерогенных фенотипов. Энн Клин Лаборатория Науки. 2013;43(3):295-304. 2. Что значит иметь плотную грудь? CDC. Обновлено 25 июля 2023 г. По состоянию на 12 декабря 2023 г. htm#:~:text=Breast 3. Керликовске К., Чжу В., Тостесон АНА и др.; Консорциум по надзору за раком молочной железы. Выявление женщин с плотной грудью с высоким риском развития интервального рака: когортное исследование. Энн, интерн, мед. 2015;162(10):673-681. doi:10.7326/M14-1465 4. Рид К., Энг П., Сали А. Скрининг циркулирующих опухолевых клеток позволяет раннее выявление рака и мониторинг эффективности лечения: обсервационное исследование. Азиатский рак Pac J Пред. 2017;18(8):2275-2285. doi:10.22034/APJCP.2017.18.8.2275
2024-02-27 14:04:13
1709043223
#Анализ #образцов #крови #на #основе #искусственного #интеллекта #помогает #трансформировать #лечение #рака #молочной #железы
