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A ferramenta nova do AI podia prever o risco de retorno do câncer pulmonar

Os cientistas de computador que trabalham com patologistas treinaram uma ferramenta da inteligência (AI) artificial para determinar que pacientes com câncer pulmonar tivessem um risco mais alto de sua doença que volta após o tratamento, como parte do estudo de TRACERx do marco do Reino Unido da investigação do cancro.

A ferramenta do AI podia diferenciar-se entre pilhas imunes e células cancerosas, permitindo pesquisadores de construir uma imagem detalhada de como os câncers pulmonares evoluem em resposta ao sistema imunitário em pacientes individuais.

Embora esta pesquisa estivesse em suas fases iniciais, esta aproximação inovador poderia acelerar como os doutores podem prever que pacientes são mais prováveis ver seu retorno do câncer pulmonar, assim que podem pròxima ser monitorados com planos costurados do tratamento.

A ferramenta nova do AI - desenvolvida por pesquisadores no instituto da investigação do cancro, da Londres, em colaboração com cientistas no instituto do cancro de Londres do University College e no instituto do Crick de Francis - foi treinada por patologistas para seleccionar pilhas imunes das células cancerosas. Isto permitiu que a ferramenta traçasse para fora áreas nos tumores onde o número de pilhas imunes foi comparado altamente ao número de células cancerosas, nos pacientes com câncer pulmonar.

Usando a ferramenta do AI, a equipe encontrou que quando algumas partes do tumor foram embaladas com as pilhas imunes, descritas como regiões quentes do frio do ` do `' as regiões, outras partes do tumor pareceram ser completamente desprovidos delas, que descreveram como'.

Quando os pesquisadores seguiram o progresso dos pacientes que tiveram um número mais alto de regiões frias do `', encontraram que os pacientes estavam em um risco mais alto de têm uma recaída.

Este estudo é parte do estudo do pulmão de TRACERx (que segue a evolução do cancro com a terapia [Rx]) - um £14 milhão, um estudo de 9 anos financiado pela investigação do cancro Reino Unido.

O papel foi publicado na medicina da natureza hoje (quarta-feira) e é apresentado ao lado outras de 8 publicações de TRACERx no Web site da natureza.  

Neste estudo novo, conduzido pelo Dr. Yinyin Yuan do instituto da investigação do cancro (ICR) ao lado dos pesquisadores do instituto do cancro de UCL e do instituto do Crick de Francis, tecnologia detraço da patologia do AI foi combinado com arranjar em seqüência da próxima geração. Usaram esta ferramenta para analisar amostras de 100 pacientes com câncer pulmonar não-pequeno da pilha que participou no estudo de TRACERx.

Comparando áreas quentes ou frias imunes dentro do mesmo tumor, a equipe avaliou a extensão a que sua composição genética diferiu, dando lhe indícios a respeito de como tinham mudado em resposta às pressões evolucionárias.

O trabalho da equipe revelou que as células cancerosas encontradas em regiões frias imunes podem ter evoluído mais recentemente do que as células cancerosas encontradas nas regiões quentes imunes que são embaladas com pilhas imunes.

Os pesquisadores sugerem que as áreas do tumor com menos pilhas imunes possam ter desenvolvido um ` que cloaking' o mecanismo sob a pressão evolucionária do sistema imunitário permitindo que escondam das defesas naturais do corpo.

Sua ferramenta do AI pode avaliar quantas regiões com este mecanismo cloaking existem dentro de um tumor - que é crítico dado que estas áreas frias imunes estão associadas com o cancro têm uma recaída.

Isto pesquisa adiantada poderia, no futuro ser usado na clínica para dar a doutores mais informações detalhadas sobre a composição celular dos tumores do que pode ser visto com o olho nu, informando a revelação de estratégias costuradas do tratamento para pacientes individuais.

Em nosso estudo novo, nós aplicamos a inteligência artificial aos dados e às imagens genéticos da patologia, criar uma nova ferramenta que poderia no futuro ajudar a seleccionar aqueles pacientes com câncer pulmonar que estão no risco o mais alto de seu cancro que volta.

Nós ganhamos a introspecção nova em como os câncers pulmonares podem se cloak para escapar a atenção do sistema imunitário - e em fazê-lo podem continuar a evoluir e se tornar. A capacidade do cancro para evoluir e voltar após o tratamento é um dos desafios os mais grandes que enfrentam pesquisadores e doutores do cancro hoje.

Nossa pesquisa revelou introspecções frescas em porque alguns câncers pulmonares são tão difíceis de tratar, e nós não poderíamos fazer isto sem a escala e o espaço do projecto de TRACERx.”

Dr. Yinyin Yuan, líder da equipa na patologia computacional no instituto da investigação do cancro, Londres

TRACERx é investimento o mais grande do Reino Unido da investigação do cancro o único no câncer pulmonar, revelando introspecções incríveis em como os tumores evoluem e iludem o tratamento, uma causa principal da morte do cancro.

Mais de 5 anos no estudo de 9 anos, alguns relances tentativos foram revelados em como TRACERx transformará a maneira que nós diagnosticamos e tratamos o câncer pulmonar, incluindo:

  • Os pesquisadores podem agora prever de quem câncer pulmonar volta após a cirurgia detectando o ADN do tumor no sangue, localizando os povos que precisarão a quimioterapia adicional de ajudar a impedir têm uma recaída. Este teste será validado agora nos ensaios clínicos.
  • Os pesquisadores estão desenvolvendo os melhores testes que usam a aprendizagem de máquina prever resultados clínicos no ponto do diagnóstico usando as biópsias, que tradicional foram underused devido à diversidade genética do câncer pulmonar.
  • Embora o câncer pulmonar possa escapar o sistema imunitário, determinadas pilhas de T podem ainda manchar as mutações actuais em cada célula cancerosa do pulmão no tumor de um indivíduo, abrindo a possibilidade que os grupos específicos de pilhas de T dos pacientes poderiam ser isolados e adaptado para ajudar a tratar mais eficazmente seu tumor.
  • Algumas células cancerosas do pulmão dobram seu genoma, particularmente naquelas com câncer pulmonar que têm uma história do fumo, que não é considerado em pilhas saudáveis. Isto poderia conduzir aos tratamentos visados novos que deixariam pilhas saudáveis relativamente sem tocar.
  • As regiões diferentes de um tumor do pulmão evoluem separada, criando uma miríade das características diferentes do tumor, que são reflectidas em níveis diferentes de actividade imune. Traçar para fora as áreas quentes e frias imunes que usam a inteligência artificial dá uma maneira nova de olhar tumores e poderia permitir que os doutores prever como bom um paciente responderá a determinados tratamentos, e ajuda-a mesmo a personalizar o cuidado.

O professor Charles Swanton, o clínico principal do Reino Unido da investigação do cancro que conduz a iniciativa de TRACERx, disse: “Bem como os passarinhos Darwin descrito nas Ilhas Galápagos, células cancerosas igualmente cresça e evolua em resposta a seus arredores originais, removendo ervas daninhas para fora do fraco para deixar o mais forte sobreviver. Esta força que nada pode parar da natureza significa que curando o cancro depois que espalhou é uma tarefa dificil e nos ajuda a compreender como os tumores desenvolvem a resistência mesmo aos tratamentos que os mais avançados e os mais poderosos nós temos.

“Centrar-se sobre os intricados do tumor apenas não é bastante, nós precisamos de explorar o ambiente em que cada tumor está crescendo e de compreender suas influências. TRACERx deu-nos a plataforma para explorar este no detalhe excepcional e tem-nos mostrado que as aproximações múltiplas em fases diferentes da doença são necessários ser mais inteligente que o cancro.”

O Dr. Mariam Jamal-Hanjani, conferente clínico superior e oncologista médico do consultante no instituto do cancro de UCL, que trabalhou em TRACERx desde seu início, disse: “Infelizmente, a sobrevivência do câncer pulmonar permanece entre o mais baixo de todos os tipos do cancro apesar das opções novas do tratamento para pacientes. Isto pode ser devido a evoluir das células cancerosas do pulmão, tornando-se resistente ao tratamento que faz com que a doença retorne ou agrave-se.

“TRACERx está permitindo-nos de traçar a evolução do câncer pulmonar do diagnóstico para curar-se após a cirurgia ou a morte, e já está revelando-o como nós podemos oferecer o cuidado e o tratamento dos pacientes melhor. Não somente nós encontramos maneiras novas de prever a resposta e o resultado do tratamento, mas nós podemos agora detectar quando o câncer pulmonar retornou antes que se esteja visto em uma varredura. E os tratamentos pioneiros novos que usam próprias pilhas imunes de um paciente que reprogrammed para visar células cancerosas do pulmão poderiam transformar-se uma realidade.”

TRACERx é o único investimento que o mais grande nós fizemos nunca em um programa de investigação do cancro do pulmão, e é um foco estratégico maciço para a investigação do cancro Reino Unido. As descobertas que nós estamos vendo que completamente TRACERx é somente apenas o começo, e eu olho para a frente a ver um futuro mais brilhante para povos com agradecimentos do câncer pulmonar a nosso investimento.”

Michelle Mitchell, director-executivo da investigação do cancro Reino Unido