Нові біомаркери раку: наскільки вони достовірні та доступні
Вчені весь час працюють над виявленням нових біомаркерів раку грудей, які можуть передбачити, чи повернеться хвороба після лікування.
Важливою умовою для успішності діагностики є можливість їх ідентифікації за допомогою звичайних зразків біопсії тканини ранній стадії раку грудей.
Нещодавно для пошуку нових біомаркерів вченими з Університету Case Western Reserve, лабораторія CCIPD, був використаний штучний інтелект. Результати роботи були опубліковані в журналі Nature.
Суть дослідження і його результат
Обчислювальна робота була проведена у 2020 році на основі набору даних стандартних зразків тканин, відомих як слайди фарбування H & E (гематоксилін і еозин), узятих у пацієнтів з діагнозом раку молочної залози з ранньою стадією естроген-позитивного рецептора (ER +).
Ключем до первісного визначення є колаген – поширений білок, що виявляється у всьому тілі, в тому числі в тканини грудей. Попередні дослідження показали, що колагенова мережа, або розташування волокон сильно впливає на агресивність раку грудей. Робота дослідників Case Western Reserve остаточно продемонструвала критичну роль колагену, використовуючи тільки стандартні слайди біопсії тканини та штучний інтелект.
Дослідники використовували технологію машинного навчання для аналізу набору даних оцифрованих зразків тканин пацієнтів з раком грудей. В результаті вони встановили, що впорядковане розташування колагену є ключовим прогностичним біомаркером агресивної пухлини і ймовірного рецидиву.
Вірно також і зворотне твердження – невпорядкована або зруйнована інфраструктура колагену не тільки вказує на кращий результат, але фактично сприяє йому. Вчені також виявили, що неврегульована колагенова мережа запобігає міграції агресивної пухлини з тканини грудей і допомагає запобігти її повернення після різних видів лікування раку, таких як хіміотерапія.
Важливість проєкту
Рак грудей є другою за значущістю причиною смерті від раку серед жінок у США, причому приблизно 80% цих видів раку складають ER +, а 64% – рання стадія. За словами керівника дослідження Хаоцзя Лі, цей проєкт важливий з багатьох причин:
Він підтверджує результати інших опублікованих досліджень, згідно з якими високоорганізований колаген вказує на гірший прогноз.
Для дослідження використовувалися оцифровані зображення простих слайдів тканин, що дозволяє припустити, що метод може стати частиною рутинної практики. Це робить прогнозування результатів набагато більш доступним для більшого числа лікарів в лікарнях, в яких немає ресурсів на дороге обладнання.
Моделі, побудовані командою дослідників, були перевірені на завершеному наборі даних клінічних випробувань. Тому вони мають більш високий рівень доказів щодо достовірності ролі колагену.
Лабораторія CCIPD у Case Western Reserve зараз включає понад 70 дослідників і є світовим лідером в області виявлення, діагностики та опису різних видів раку та інших захворювань, включаючи рак грудей. У своїй роботі вони використовують медичні зображення, машинне навчання і штучний інтелект.
У деяких з останніх робіт CCIPD, проведених у співпраці з Нью-Йоркським університетом і Йєльським університетом, використовувався штучний інтелект для визначення, яким пацієнтам з раком легенів буде корисна ад'ювантна хіміотерапія. Ця робота була названа журналом Prevention Magazine одним з 10 найкращих медичних досягнень 2018 року.
