Ang ultrasensitive liquid biopsy na teknolohiya ay nakakakita ng kanser nang mas maaga kaysa sa mga karaniwang pamamaraan

Ang isang AI-based na paraan para sa pag-detect ng tumor ng DNA sa dugo ay nagpakita ng hindi pa nagagawang sensitivity sa paghula ng pag-ulit ng cancer, ayon sa isang pag-aaral na pinangunahan ng mga siyentipiko sa Weill Cornell Medical School, NewYork-Presbyterian, New York Genome Center (NYGC), at Memorial Sloan Kettering (MSK). Ang bagong teknolohiya ay may potensyal na mapabuti ang paggamot sa kanser sa pamamagitan ng pag-detect ng pag-ulit nang napakaaga at malapit na pagsubaybay sa pagtugon ng tumor sa therapy.

Sa isang pag-aaral na inilathala noong Hunyo 14 sa journal Nature Medicine, ipinakita ng mga mananaliksik na nagawa nilang sanayin ang isang machine learning model, isang uri ng artificial intelligence platform, para makita ang circulating tumor DNA (ctDNA) batay sa DNA sequencing data mula sa mga pagsusuri sa dugo ng mga pasyente na may napakataas na sensitivity at katumpakan. Matagumpay nilang naipakita ang teknolohiya sa mga pasyenteng may kanser sa baga, melanoma, kanser sa suso, kanser sa colon, at mga precancerous na colon polyp.

"Nakamit namin ang isang makabuluhang pagpapabuti sa ratio ng signal-to-noise, na nagpapahintulot sa amin, halimbawa, na makita ang mga buwan ng pag-ulit ng kanser o kahit na mga taon bago ang karaniwang mga klinikal na pamamaraan," sabi ng co-author ng pag-aaral na si Dr. Dan Landau, propesor ng medisina sa dibisyon ng hematology at medikal na oncology sa Weill Cornell Medical School at isang pangunahing miyembro ng New York Genome Center.

Ang isang co-author at unang may-akda ng pag-aaral ay si Dr. Adam Widman, isang postdoctoral fellow sa Landau's lab na isa ring breast oncologist sa MSK. Ang iba pang mga unang may-akda ay Minita Shah ng NYGC, Dr. Amanda Frydendal ng Aarhus University, at Daniel Halmos ng NYGC at Weill Cornell Medical School.

Ang teknolohiya ng liquid biopsy ay naging mabagal upang mapagtanto ang malaking potensyal nito. Karamihan sa mga umiiral na diskarte ay nagta-target ng medyo maliliit na hanay ng mga mutasyon na nauugnay sa kanser na kadalasang napakabihirang sa dugo upang mapagkakatiwalaang matukoy, na humahantong sa pagmamaliit ng pag-ulit ng kanser.

Ilang taon na ang nakalilipas, si Dr. Landau at ang kanyang mga kasamahan ay bumuo ng isang alternatibong diskarte batay sa whole-genome sequencing ng DNA sa mga sample ng dugo. Ipinakita nila na ito ay maaaring mangolekta ng higit pang "signal," na ginagawang posible upang makita ang tumor DNA nang mas sensitibo at logistik. Simula noon, ang diskarte na ito ay lalong pinagtibay ng mga developer ng likidong biopsy.

Sa bagong pag-aaral, ang mga mananaliksik ay gumawa ng isang hakbang nang higit pa sa pamamagitan ng paggamit ng isang advanced na diskarte sa pag-aaral ng makina (katulad ng ginagamit sa mga sikat na AI app tulad ng ChatGPT) upang makita ang mga banayad na pattern sa data ng pagkakasunud-sunod, partikular na upang makilala ang mga pattern na nagpapahiwatig ng cancer mula sa mga pattern na nagpapahiwatig ng mga error sa pagkakasunud-sunod at iba pang "ingay."

Sa isang pagsubok, sinanay ng mga mananaliksik ang kanilang sistema, na tinawag nilang MRD-EDGE, upang makilala ang mga mutation ng tumor na partikular sa pasyente sa 15 pasyente ng colon cancer. Pagkatapos ng operasyon at chemotherapy, hinulaan ng system, batay sa data ng dugo, na siyam sa kanila ay may natitirang cancer. Lima sa mga pasyenteng iyon ay nagkaroon ng pag-ulit na nakita ng hindi gaanong sensitibong mga pamamaraan makalipas ang ilang buwan. Ngunit walang mga maling negatibo: Wala sa mga pasyenteng MRD-EDGE ang nabilang na walang tumor DNA na naulit sa panahon ng pag-aaral.

Ang MRD-EDGE ay nagpakita ng katulad na sensitivity sa mga pag-aaral sa mga pasyente na may maagang yugto ng kanser sa baga at triple-negatibong kanser sa suso, na nakikita ang lahat maliban sa isang pag-ulit nang maaga at sinusubaybayan ang katayuan ng tumor sa panahon ng paggamot.

Ipinakita ng mga mananaliksik na ang MRD-EDGE ay maaaring makakita ng mutant DNA mula sa precancerous colon adenomas—polyps kung saan nagkakaroon ng mga colon cancer.

"Ito ay hindi malinaw na ang mga polyp na ito ay maaaring maglabas ng detectable ctDNA, kaya ito ay isang makabuluhang advance na maaaring tumuturo sa hinaharap na mga diskarte upang makita ang mga precancerous na pagbabago," sabi ni Dr. Landau, na miyembro din ng Sandra at Edward Meyer Cancer Center sa Weill Cornell School of Medicine at isang hematologist-oncologist sa NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.

Sa wakas, ipinakita ng mga mananaliksik na kahit na walang paunang pagsasanay sa data ng pagkakasunud-sunod ng tumor ng pasyente, ang MRD-EDGE ay maaaring makakita ng mga tugon sa immunotherapy sa melanoma at mga pasyente ng kanser sa baga ilang linggo bago ang pagtuklas gamit ang karaniwang X-ray imaging.

"Sa pangkalahatan, tinutugunan ng MRD-EDGE ang isang malaking pangangailangan, at nasasabik kami sa potensyal nito at nakikipagtulungan sa mga kasosyo sa industriya upang subukang dalhin ito sa mga pasyente," sabi ni Dr. Landau.