Ученые из Case Western Reserve University использовали искусственный интеллект для выявления новых биомаркеров рака груди.
Ключом к этому исследованию стал коллаген, распространенный белок, обнаруживаемый во всем теле, в том числе и в тканях груди. Предыдущие опыты показали: коллагеновая сеть или расположение его волокон сильно влияет на агрессивность РМЖ. Работа исследователей из Case Western Reserve, которые использовали только стандартные слайды биопсии ткани и искусственный интеллект, продемонстрировала важную роль коллагена.
Исследователи использовали технологию машинного обучения для анализа набора данных оцифрованных образцов тканей от пациентов с раком груди. Они смогли доказать, что упорядоченное расположение коллагена является ключевым прогностическим биомаркером агрессивной опухоли и вероятного рецидива.
И наоборот, неупорядоченная или разрушенная инфраструктура коллагена предотвращает миграцию агрессивной опухоли из ткани груди и помогает предотвратить ее возвращение после различных видов лечения, таких как химиотерапия.
«Это звучит нелогично, но коллагеновые волокна играют важную роль в миграции опухолей, — считает Анант Мадабхуши, профессор биомедицинской инженерии Доннелльского института в Case Western Reserve и глава Центра компьютерной визуализации и персонализированной диагностики (CCIPD). — Если коллагеновая «магистраль» находится в плохом состоянии, опухоли труднее мигрировать, но если она гладкая и организованная, то опухоли легче перемещаться».
Результаты исследования были опубликованы в журнале Npj Breast Cancer. Оно проводилось с помощью оцифрованных изображений простых слайдов тканей. Это позволяет предположить, что метод может стать частью повседневной медицинской практики. Ведь современные способы изучения архитектуры коллагена требуют дорогостоящего и менее распространенного электронного микроскопа.
«Наш метод сделает прогнозирование результатов намного более доступным для большего колличества врачей в больницах, у которых нет дорогих микроскопов для визуализации, — уверен доктор Хаоцзя Ли. — Врач теперь сможет получить необходимую информацию, чтобы определить: насколько необходимы более агрессивные методы для лечения рака».
В некоторых из последних работ лаборатории Case Western Reserve, проведенных в сотрудничестве с Нью-Йоркским и Йельским университетатами, также использовался искусственный интеллект. С его помощью на основе изображений слайдов тканей врачи давали прогноз: каким пациентам с раком легких будет полезна адъювантная химиотерапия. Это исследование было названо журналом Prevention Magazine одним из 10 лучших медицинских достижений 2018 года.