Inteligența artificială ar putea fi folosită în depistarea precoce a cancerului

Cancerul rămâne una dintre cele mai dificile boli umane, cu peste 19 milioane de cazuri şi 10 milioane de decese anual. Natura evolutivă a cancerului face dificilă tratarea tumorilor în stadiu avansat, însă depistarea din timp a cancerului ar putea fi ușurată cu ajutorul inteligenței artificiale, scrie News.ro.

O nouă cercetare publicată joi în revista Biology Methods & Protocols, de Oxford University Press, indică faptul că în curând ar putea fi posibil ca medicii să folosească inteligenţa artificială (AI) pentru a detecta şi diagnostica cancerul la pacienţi, permiţând astfel un tratament mai devreme.

Mecanismul de identificare a cancerului

Informaţia genetică este codificată în ADN prin modelele celor patru baze – adenină (A), citozină (C), guanină (G) şi timină (T) – care alcătuiesc structura acestuia. Schimbările de mediu din afara celulei pot determina modificarea unor baze ADN prin adăugarea unei grupări metil. Acest proces se numeşte „metilarea ADN-ului”.

Fiecare celulă individuală posedă milioane de aceste semne de metilare a ADN-ului. Cercetătorii au observat modificări ale acestor indicatori în dezvoltarea timpurie a cancerului; acestea ar putea ajuta la diagnosticarea timpurie a cancerului. Este posibil să se examineze ce baze din ADN sunt metilate în cancere şi în ce măsură, în comparaţie cu ţesutul sănătos.

Identificarea semnăturilor specifice de metilare a ADN-ului care indică diferite tipuri de cancer poate fi asemuită cu căutarea unui ac în carul cu fân. Acesta este punctul în care cercetătorii implicaţi în acest studiu consideră că AI poate fi de ajutor.

Echipa de la Universitatea Cambridge şi de la Imperial College London au antrenat un model de AI, folosind o combinaţie de învăţare automată şi profundă, pentru a analiza modelele de metilare a ADN-ului şi pentru a identifica 13 tipuri diferite de cancer (inclusiv cancerul de sân, de ficat (hepatic), de plămâni şi de prostată) din ţesuturi necanceroase cu o precizie de 98,2%.

Acest model se bazează pe probe de ţesut (nu pe fragmente de ADN din sânge) şi ar avea nevoie de o pregătire şi de teste suplimentare pe o colecţie mai diversă de probe de biopsie pentru a fi gata pentru utilizare clinică.

Modele AI de interpretare a datelor din ADN

Cercetătorii consideră că un aspect important al acestui studiu a fost utilizarea unui model AI de bază, explicabil şi interpretabil, care a oferit informaţii despre raţionamentul din spatele predicţiilor sale. Echipa a explorat mecanismele interne ale modelului AI şi a arătat că acesta consolidează şi îmbunătăţeşte înţelegerea proceselor de bază care contribuie la apariţia cancerului.

Identificarea acestor modele neobişnuite de metilare (potenţial din biopsii) ar permite furnizorilor de servicii medicale să detecteze cancerul din timp, ceea ce ar putea îmbunătăţi dramatic rezultatele pacienţilor, deoarece majoritatea cancerelor sunt tratabile sau vindecabile dacă sunt detectate suficient de devreme.

„Metodele computaţionale precum acest model, prin intermediul unei mai bune instruiri pe date mai variate şi a unor teste riguroase în clinică, vor oferi în cele din urmă modele de inteligenţă artificială care îi pot ajuta pe medici la detectarea şi depistarea precoce a cancerelor”, a declarat autorul principal al lucrării, Shamith Samarajiwa, într-un comunicat. „Acest lucru va oferi rezultate mai bune pentru pacienţi”, a adăugat acesta.