Test de sânge bazat pe inteligență artificială depistează cancerul hepatic în populații diverse
Cercetătorii de la Johns Hopkins Kimmel Cancer Center au validat un test de sânge bazat pe inteligență artificială care depistează cu precizie cancerul hepatic în rândul a două populații distincte din punct de vedere geografic și biologic, descoperind în același timp semnalele biologice fundamentale care fac acest test eficient.
Rezultatele, publicate pe 31 iulie în Cell Press Blue, continuă dezvoltarea anterioară a platformei DELFI (DNA Evaluation of Fragments for Early Interception), care analizează milioane de fragmente de ADN liber circulante în fluxul sanguin. Noua cercetare validează un classifier pentru cancerul hepatic dezvoltat anterior, aplicat pe populații independente cu risc ridicat și oferă noi perspective asupra biologiei din spatele performanței acestuia.
„Studiile noastre anterioare au arătat că analizele fragmentomice pot detecta cancerul hepatic și, mai recent, bolile hepatice cronice care cresc riscul de cancer”, afirmă Victor Velculescu, M.D., Ph.D., profesor de genetică și epigenetică a cancerului, co-director al programului de genetică și epigenetică a cancerului și co-autor senior al studiului. „Această cercetare demonstrează că abordarea funcționează cu o performanță ridicată în diverse populații de pacienți, dezvăluind semnalele biologice din fluxul sanguin care fac posibilă această formă de detecție.”
Cancerul hepatic este una dintre principalele cauze de deces prin cancer la nivel mondial, iar incidența sa continuă să crească din cauza ratelor în creștere ale bolilor hepatice metabolice și altor factori de risc. Detectarea precoce a cancerului hepatic îmbunătățește semnificativ opțiunile de tratament, însă metodele de screening actuale, care se bazează în principal pe imagistica prin ultrasunete și pe proteina sanguină alfa-fetoproteină (AFP), pot rata multe cancere în stadii incipiente, explică cercetătorii.
Pentru a determina dacă metoda DELFI poate detecta în mod fiabil cancerul hepatic, cercetătorii au analizat probe de sânge de la 377 de persoane din Guatemala și România, cu și fără carcinom hepatocelular, cea mai comună formă de cancer hepatic. Cele două populații au cauze marcant diferite ale cancerului hepatic. Majoritatea participanților din România au dezvoltat boli hepatice legate de hepatita virală sau consumul de alcool, în timp ce participanții din Guatemala aveau în principal boli hepatice metabolice, obezitate și diabet, fiind expuși și la aflatoxine, un toxin natural asociat cu cancerul hepatic.
În ciuda acestor diferențe, testul de sânge a detectat constant cancerul hepatic în ambele populații. Atunci când este combinat cu AFP și cu factori de risc clinici simpli, cum ar fi vârsta și sexul, abordarea a identificat cancerele în stadii incipiente și tardive cu o sensibilitate mai mare decât testarea sanguină existentă.
Folosind o metodă recent dezvoltată pentru a urmări de unde provin fragmentele de ADN, numită MethID, echipa a demonstrat că testul DELFI funcționează nu doar prin captarea semnalelor de la celulele tumorale, ci și a semnalelor de la celulele hepatice, vasele de sânge și celulele imune care răspund la cancer.
„Ca urmare, aceste fragmente de ADN conțin mult mai multe informații decât simpla prezență a cancerului”, afirmă Zachariah Foda, M.D., Ph.D., profesor asistent de medicină la Johns Hopkins University School of Medicine și co-autor senior al studiului. „Ne arată de unde provin aceste fragmente și cum se schimbă în timpul dezvoltării cancerului, permițându-ne să înțelegem mai bine biologia bolii și să îmbunătățim capacitatea noastră de a o detecta.”
Cercetătorii au identificat de asemenea semnături moleculare care diferă între populații. De exemplu, au detectat un model de mutație distinct în întregul genom asociat cu expunerea la aflatoxine în rândul participanților din Guatemala, dar au demonstrat că classifierul global fragmentomic rămâne eficient indiferent de cauza subiacente a cancerului hepatic.
Cercetarea sugerează că analiza fragmentomică la nivel de genom captează atât trăsături biologice universale ale cancerului hepatic, cât și modificări moleculare specifice regiunii, făcându-l adaptabil la diverse populații de pacienți din întreaga lume.
Aceste descoperiri extind viziunea mai largă a cercetătorilor pentru tehnologia fragmentomică, sugerând că analiza genomică a ADN-ului liber ar putea oferi în cele din urmă o bază pentru teste de sânge noninvazive capabile să detecteze multiple boli folosind o platformă tehnologică comună. De exemplu, Velculescu și colegii săi de la DELFI Diagnostics au raportat recent validarea clinică a unui test de sânge pentru screening-ul cancerului pulmonar, numit FirstLook Lung, care este deja disponibil în anumite sisteme de sănătate la nivel național.
Cercetătorii afirmă că studiile viitoare se vor concentra pe validarea clinică prospectivă și pe rafinarea în continuare a abordărilor multimodale de biopsie lichidă care combină analiza fragmentomică cu biomarkerii proteici și factorii de risc clinici pentru a îmbunătăți detectarea precoce a cancerului hepatic.
