Ученые используют искусственный интеллект для обнаружения клеток меланомы

Когда меланома распространяется, показатели выживаемости снижаются. Но ответственные за это опухолевые клетки, как известно, трудно обнаружить. Теперь ученые из Австралии заявляют, что знают, почему это происходит. Авторы исследования использовали искусственный интеллект для более точного обнаружения клеток меланомы. Результаты их работы опубликованы в научном журнале British Journal of Cancer.

Актуальность исследования

Хотя меланома составляет всего около 1% случаев рака кожи, однако является причиной значительного числа смертей. Имеются несколько причин, по которым у человека может развиться меланома, но, по данным Фонда по борьбе с раком кожи (Skin Cancer Foundation), в большинстве случаев виновником является солнце. Несмотря на эти знания, заболеваемость этим типом рака в последние десятилетия растет.

Зная о связи между ранним выявлением меланомы и 99%-ой 5-летней выживаемостью, исследовательская группа из Австралийского университета Эдит Коуэн (Australia’s Edith Cowan University) в Перте искала лучшие способы диагностики и лечения меланомы.

Первый анализ крови на меланому

Еще в 2018 году университетская исследовательская группа по меланоме объявила о разработке первого анализа крови на меланому. Существующие методы выявления заболевания включают визуальное сканирование и биопсию, но они сопряжены с различными проблемами.

Автор исследования Полин Зенкер (Pauline Zaenker) тогда объяснила: «В то время как клиницисты проделывают фантастическую работу с имеющимися у них инструментами, полагаться только на биопсию может быть проблематично».

Она не только дорогостоящая и инвазивная, но может быть и неэффективной.

Первоначальные испытания показали, что анализ крови может выявить 79% случаев меланомы на ранней стадии. Он выявляет аутоантитела, вырабатываемые организмом, как только развивается рак, и в настоящее время проходит клинические испытания.

«Мы предполагаем, что испытания займут около 3 лет», – заявляет руководитель исследования, профессор Мел Зиман (Mel Ziman), добавив: «Если испытания будут успешными, мы надеемся, что вскоре сможем подготовить анализ для использования в клинических лабораторных исследованиях».

Как остановить распространение меланомы?

Однако теперь та же исследовательская группа обнаружила эффективный способ отслеживать развитие меланомы и потенциально лечить ее. Разработанный в партнерстве с Гарвардской медицинской школой (Harvard Medical School) в Бостоне, штат Массачусетс, и врачами из других австралийских больниц, он работает, сосредоточив внимание на циркулирующих опухолевых клетках (ЦОК) — клетках, которые позволяют раку распространяться.

«Рак распространяется по всему телу, когда ЦОК выделяются из первичной опухоли и перемещаются по крови, образуя вторичные опухоли (метастазы) в других органах», – объясняет исследователь, профессор Элин Грей (Elin Gray).

Однако в случаях меланомы найти эти клетки не всегда легко. Частота их обнаружения может варьироваться от 40% до 87%.

«Если мы сможем найти способ надежного обнаружения этих клеток, то у нас появится шанс остановить меланому на ее пути с помощью мощного диагностического инструмента и, возможно, возможностей для лечения в будущем», – считает Грей.

Неуловимые раковые клетки меланомы

Исследование объясняет, почему ЦОК меланомы оказались такими загадочными.

«Теперь мы понимаем, что обнаружение ЦОК не может быть решено с помощью универсального подхода», – заявляет профессор Грей. «Существует огромное разнообразие в форме и биологической активности этих клеток, и поэтому все они выглядят по-разному и по-разному реагируют на анализы. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, ЦОК меланомы скрыты среди тысяч других клеток и веществ в крови».

«В пределах одного миллилитра крови зачастую содержится менее 10 раковых клеток среди одного миллиарда эритроцитов и одного миллиона лейкоцитов. Это очень похоже на поиск иголки в стоге сена», – дополняет профессор Грей.

Использование искусственного интеллекта

Такой уровень сложности означал, что команда исследователей использовала три разных теста для анализа ЦОК меланомы, а не только один. Используя данный метод на 43 образцах крови людей с метастатической меланомой, исследователям удалось повысить уровень обнаружения ЦОК до 72%, что, по словам профессора Грей, «было значительно и последовательно более высоким результатом, чем при использовании одного теста».

Полученные результаты являются лишь «первым шагом на пути к новому способу остановить распространение меланомы по всему организму», – считает профессор Грей. Но, тем не менее, это шаг вперед.

Однако исследователи еще не закончили свою работу. Профессор Грей говорит, что сейчас они планируют доработать тесты, «чтобы включить лучшую комбинацию для охвата самого широкого спектра ЦОК». Чтобы ускорить этот процесс, они объединяются с экспертами по искусственному интеллекту.

Только время покажет, будут ли эти показатели обнаружения опухоли продолжать расти.

Статья по теме: Меланома: иммунотерапия при метастазах в головной мозг вдвое увеличивает выживаемость.