أظهرت طريقة مدعومة بالذكاء الاصطناعي للكشف عن الحمض النووي للأورام في الدم حساسية غير مسبوقة في التنبؤ بانتكاس السرطان، في دراسة قادها باحثون من وييل كورنيل للطب، ونيويورك-بريسبتريان، ومركز الجينوم في نيويورك (NYGC)، ومركز ميموريال سلوان كيترينج للسرطان (MSK). تمتلك التكنولوجيا الجديدة القدرة على تحسين رعاية السرطان من خلال الكشف المبكر جداً عن الانتكاس ومراقبة استجابة الورم أثناء العلاج.
في الدراسة، التي ظهرت في 14 يونيو في مجلة “نيتشر ميديسين”، أظهر الباحثون أنهم يمكنهم تدريب نموذج تعلم آلة، وهو نوع من منصات الذكاء الاصطناعي، للكشف عن الحمض النووي للورم الدائر (ctDNA) بناءً على بيانات تسلسل الحمض النووي من اختبارات دم المرضى، بدقة وحساسية عالية جداً. وقد قدموا عروضاً ناجحة للتكنولوجيا في مرضى السرطان الرئوي، والملانوم، وسرطان الثدي، وسرطان القولون والمستقيم، والزوائد القولونية السابقة للسرطان.
قال الدكتور دان لانداو، المؤلف المشارك للدراسة وأستاذ الطب في قسم أمراض الدم والأورام الطبية في وييل كورنيل للطب، وعضو هيئة التدريس الأساسية في مركز الجينوم في نيويورك: “تمكنا من تحقيق تعزيز ملحوظ في نسبة الإشارة إلى الضوضاء، مما مكننا، على سبيل المثال، من اكتشاف انتكاس السرطان قبل عدة أشهر أو حتى سنوات من الطرق السريرية التقليدية.”
كان المؤلف المشارك الأول في الدراسة، والمؤلف المشارك المراسل، هو الدكتور آدم ويدمان، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر لانداو والذي هو أيضاً أخصائي أورام الثدي في MSK. وكان المؤلفون المشاركون الآخرون هم مينيتا شاه من NYGC، والدكتورة أماندا فريدنداهل من جامعة آرهوس، ودانيال هالموس من NYGC ووييل كورنيل للطب.
تكنولوجيا الخزعة السائلة كانت بطيئة في تحقيق وعودها الكبيرة. حتى الآن، استهدفت معظم الطرق مجموعات صغيرة نسبياً من الطفرات المرتبطة بالسرطان، والتي غالباً ما تكون حاضرة بكمية قليلة جداً في الدم لتكتشف بشكل موثوق، مما يؤدي إلى عدم اكتشاف انتكاسات السرطان.
قبل عدة سنوات، طور الدكتور لانداو وزملاؤه نهجاً بديلاً يعتمد على تسلسل الحمض النووي بالكامل في عينات الدم. أظهروا أنهم يمكنهم جمع “إشارة” أكبر بكثير بهذه الطريقة، مما يتيح الكشف عن الحمض النووي للورم بشكل أكثر حساسية — وأسهل لوجستياً. ومنذ ذلك الحين، تم تبني هذا النهج بشكل متزايد من قبل مطوري الخزعة السائلة.
في الدراسة الجديدة، تقدم الباحثون مرة أخرى، مستخدمين استراتيجية تعلم آلة متقدمة (تشبه تلك الخاصة بـ ChatGPT وتطبيقات الذكاء الاصطناعي الشائعة الأخرى) للكشف عن أنماط دقيقة في بيانات التسلسل — لا سيما تمييز الأنماط التي تشير إلى السرطان عن تلك التي تشير إلى أخطاء التسلسل و”الضوضاء” الأخرى.
في اختبار واحد، درب الباحثون نظامهم، الذي يسمونه MRD-EDGE، للتعرف على طفرات الأورام المحددة لدى 15 مريضاً بسرطان القولون والمستقيم. بعد جراحة المرضى والعلاج الكيميائي، تنبأ النظام من بيانات الدم بأن تسعة منهم لديهم سرطان متبقي. تم العثور على خمسة من هؤلاء المرضى — بعد عدة أشهر، باستخدام طرق أقل حساسية — على أنهم يعانون من انتكاس السرطان. لكن لم يكن هناك أي نتائج سلبية زائفة: لم يعاني أي من المرضى الذين اعتبرهم MRD-EDGE خالين من الحمض النووي للورم من انتكاس خلال فترة الدراسة.
أظهر MRD-EDGE حساسية مماثلة في دراسات لمرضى السرطان الرئوي في مراحله المبكرة وسرطان الثدي الثلاثي السلبي، مع اكتشاف مبكر لكل انتكاس إلا واحد، ومراقبة حالة الورم خلال العلاج.
أظهر الباحثون أن MRD-EDGE يمكنه حتى اكتشاف الحمض النووي الطافري من الزوائد القولونية السابقة للسرطان — الزوائد التي تتطور منها أورام القولون.
قال الدكتور لانداو، الذي هو أيضاً عضو في مركز ساندرا وإدوارد ماير للسرطان في وييل كورنيل للطب وأخصائي أمراض الدم/الأورام في مركز نيويورك-بريسبتريان/وييل كورنيل الطبي: “لم يكن من الواضح أن هذه الزوائد تطلق ctDNA قابل للاكتشاف، لذا فإن هذا تقدم كبير يمكن أن يوجه استراتيجيات المستقبل التي تهدف إلى الكشف عن الآفات السابقة للسرطان.”
أخيراً، أظهر الباحثون أن MRD-EDGE، حتى بدون تدريب مسبق على بيانات التسلسل من أورام المرضى، يمكنه اكتشاف استجابات للعلاج المناعي في مرضى الملانوم وسرطان الرئة — قبل أسابيع من الكشف باستخدام التصوير بالأشعة السينية التقليدية.
قال الدكتور لانداو: “بشكل عام، يلبي MRD-EDGE حاجة كبيرة، ونحن متحمسون لإمكاناته ونعمل مع شركاء الصناعة لمحاولة تقديمه للمرضى.”
الدراسة التي تم عرضها في هذه القصة دعمت جزئياً من قبل المعهد الوطني للسرطان، أحد معاهد الصحة الوطنية، من خلال منحة رقم R01 CA266619.
المصدر: Science Daily
ترجمة و تحرير : سهى غابري
