Ang ultra-sensitive na liquid biopsy na teknolohiya ay nakakakita ng kanser bago ang mga karaniwang pamamaraan

Ang isang paraan na gumagamit ng artificial intelligence upang matukoy ang DNA ng tumor sa dugo ay nagpakita ng hindi pa nagagawang sensitivity sa paghula ng pag-ulit ng kanser, ayon sa isang pag-aaral na pinangunahan ng mga siyentipiko mula sa Weill Cornell Medical School, NewYork-Presbyterian, New York Genome Center (NYGC) at Memorial Sloan Kettering (MSK). Ang bagong teknolohiya ay may potensyal na pahusayin ang paggamot sa kanser sa pamamagitan ng pag-detect ng pagbabalik sa dati 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 pasyente. Mga pagsusuri sa dugo 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 mga makabuluhang pagpapabuti sa ratio ng signal-to-noise, na nagbibigay-daan sa amin, halimbawa, na makita ang pag-ulit ng kanser sa mga buwan o kahit na mga taon bago ang mga karaniwang klinikal na pamamaraan," sabi ng co-author ng pag-aaral na si Dr. Dan Landau, propesor ng medisina sa Department of Hematology at Medical Oncology sa Weill Cornell Medical School at isang pangunahing miyembro ng New York Genome Center.

Ang 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 unang may-akda ay Minita Shah mula sa NYGC, Dr. Amanda Friedendahl mula sa Aarhus University at Daniel Halmos mula sa NYGC at Weill Cornell Medical School.

Ang teknolohiya ng likidong biopsy ay hindi napagtanto ang malaking potensyal nito sa loob ng mahabang panahon. Karamihan sa mga kasalukuyang diskarte ay nagta-target ng medyo maliliit na hanay ng mga mutasyon na nauugnay sa kanser na kadalasang napakabihirang makita sa dugo upang matukoy nang mapagkakatiwalaan, na humahantong sa pagmamaliit ng mga pag-ulit ng kanser.

Ilang taon na ang nakalipas, si Dr. Landau at ang kanyang mga kasamahan ay bumuo ng alternatibong diskarte batay sa whole-genome sequencing ng DNA sa mga sample ng dugo. Ipinakita nila na mas maraming "signal" ang maaaring makolekta sa ganitong paraan, na nagbibigay-daan para sa mas sensitibo at mas madaling pagtuklas ng tumor DNA. Simula noon, ang diskarteng ito ay lalong pinagtibay ng mga developer ng liquid biopsy.

Sa bagong pag-aaral, ginawa ito ng mga mananaliksik ng isang hakbang pa, gamit ang isang advanced na diskarte sa pag-aaral ng machine (katulad ng ginagamit sa mga sikat na AI application gaya ng ChatGPT) upang makita ang mga banayad na pattern sa sequencing data, partikular na upang makilala ang mga pattern na nagpapahiwatig ng presensya 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 system, 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 cancer pa rin. Sa lima sa mga pasyenteng ito, ang pagbabalik sa dati ay napansin ilang buwan mamaya sa pamamagitan ng hindi gaanong sensitibong mga pamamaraan. Gayunpaman, walang maling negatibo: wala sa mga pasyente na itinuturing na walang tumor DNA ng MRD-EDGE ang nakaranas ng pagbabalik sa dati sa panahon ng pag-aaral.

Ang MRD-EDGE ay nagpakita ng katulad na sensitivity sa mga pag-aaral ng mga pasyenteng may maagang yugto ng kanser sa baga at triple-negative na kanser sa suso, na natukoy nang maaga ang lahat maliban sa isang pagbabalik 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, ang mga polyp kung saan nagkakaroon ng mga colon cancer.

"Ito ay hindi malinaw na ang mga polyp na ito ay maaaring maglabas ng nakikitang ctDNA, kaya ito ay isang makabuluhang pag-unlad na maaaring tumuro sa hinaharap na mga diskarte na naglalayong makita ang mga precancerous na pagbabago," sabi ni Dr. Landau, na miyembro rin ng Sandra at Edward. Meyer Cancer Center sa Weill Cornell Medical School at bilang 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 kami sa mga kasosyo sa industriya upang subukang dalhin ito sa mga pasyente," sabi ni Dr. Landau.