Cara baru untuk mendeteksi kanker: AI mendiagnosis DNA mikroorganisme dari darah

Deteksi dini kanker memberikan peluang untuk menyembuhkan pasien sebelum penyakitnya menjadi terlalu parah. Paling sering, kanker dikaitkan dengan genom manusia. Tetapi, ternyata , genetika bukanlah segalanya, berbagai jenis mikroorganisme berkontribusi pada perkembangan kanker.

Sebaliknya, mereka mengganggu perawatan. Benar, belum jelas mikroorganisme mana dan bagaimana berkontribusi pada perkembangan berbagai jenis kanker. Pertanyaan ini kemungkinan akan dipelajari dalam waktu dekat. Tetapi di sisi lain, aman untuk mengatakan mikroorganisme mana yang tumbuh dengan berbagai jenis kanker. Dengan demikian, DNA dari mikroorganisme ini dapat berfungsi sebagai penanda kanker.

Para ilmuwan telah menciptakan perpustakaan DNA mikroorganisme, setelah memproses sejumlah besar hasil analisis pasien onkologi, dan kemudian mengidentifikasi yang spesifik untuk berbagai jenis tumor. Menurut penulis ide tersebut, ketergantungan ini memungkinkan Anda membuat metode universal untuk mendiagnosis kanker pada tahap awal.

Selain spesialis yang terlibat dalam proyek ini, banyak ilmuwan juga terlibat dalam deteksi dini kanker. Jadi, serangkaian tes mungkin segera muncul yang mengidentifikasi tumor dengan sampel darah. Penanda di sini tepatnya adalah protein spesifik atau DNA mutan.

Tingkat perkembangan teknologi modern memungkinkan untuk dikeluarkan dari jejak analisis yang bisa ditinggalkan oleh para ilmuwan.

Untuk mengembangkan tes yang andal, sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh Gregory Poora dari University of California di San Diego menganalisis lebih dari 18 ribu sampel. Biomaterial diambil dari pasien dengan 33 jenis tumor. Selanjutnya, para ilmuwan menggunakan Atlas genom kanker untuk mengidentifikasi DNA dan RNA asing. Pada saat yang sama, penulis teknik belajar untuk mengecualikan materi yang secara tidak sengaja memasukkan sampel.

Setelah itu, para ilmuwan menggunakan metode yang disebut stochastic gradient boosting. Dia harus membedakan antara sampel dengan tumor dan sampel tanpa kanker. Basis pertama diklasifikasikan berdasarkan jenis kanker. Untuk memverifikasi hasil, sampel dibagi menjadi dua bagian, setelah melatih algoritma untuk masing-masing secara terpisah, dan kemudian menerapkan model yang diperoleh ke bagian lain dari data.



Dan setelah itu hanya sampel yang diambil dari pasien dengan kanker tahap pertama dan kedua. Selanjutnya, perangkat lunak yang dikembangkan secara khusus dilatih tentang hasil analisis sampel.

Tahap akhir dari proyek ini adalah verifikasi kebenaran dari algoritma “in the field”. Untuk melakukan ini, para ilmuwan mengambil tes darah dari 69 orang yang jelas sehat, serta 100 pasien pada tahap ketiga atau keempat, mengurutkan DNA plasma ekstraseluler. Untuk sampel DNA mikroba yang diperoleh, algoritma yang dijelaskan di atas diterapkan.

"Hampir semua studi kanker sebelumnya telah menyarankan bahwa tumor adalah media steril, dan mengabaikan interaksi kompleks sel kanker dengan virus, bakteri, dan mikroorganisme lain yang hidup di dalam dan di tubuh kita," jelasnya.dalam siaran pers, Profesor Rob Knight dari University of California, San Diego. "Jumlah gen mikroba dalam tubuh kita jauh melebihi jumlah gen manusia, jadi tidak mengherankan bahwa mereka memberikan petunjuk penting tentang kesehatan kita."

Teknik ini menunjukkan sisi terbaiknya - memungkinkan untuk menentukan jenis tumor pada tahap apa pun. Keakuratan metode ini sekitar 90%. Ini tentang akurasi diagnosis kanker, tidak ada hasil positif palsu untuk orang sehat. Dalam 81% kasus, teknologi ini memungkinkan untuk membedakan antara sampel sukarela dengan kanker paru-paru dan kanker prostat.

Dalam waktu dekat, para ilmuwan berencana untuk mengetahui dengan tepat bagaimana mikroorganisme yang digunakan dalam analisis dikaitkan dengan perkembangan kanker. Selain itu, tidak jelas di mana mereka berada - di tumor, jaringan ikat atau sel kekebalan tubuh.