يتنبأ الذكاء الاصطناعي بالجينات الوراثية لأورام الدماغ السرطانية في غضون 90 ثانية

ملخص: يمكن لتقنية الذكاء الاصطناعي الجديدة فحص الطفرات الجينية في أورام سرطان الدماغ في أقل من 90 ثانية.

مصدر: جامعة ميشيغان

توصلت دراسة إلى أن الباحثين اكتشفوا ، باستخدام الذكاء الاصطناعي ، كيفية فحص الطفرات الجينية في أورام الدماغ السرطانية في أقل من 90 ثانية – ويمكنهم تبسيط تشخيص الأورام الدبقية وعلاجها.

قام فريق من جراحي الأعصاب والمهندسين في ميشيغان ميديسين ، جنبًا إلى جنب مع محققين من جامعة نيويورك وجامعة كاليفورنيا وسان فرانسيسكو وغيرهم ، بتطوير نظام فحص تشخيصي قائم على الذكاء الاصطناعي للورم الدبقي العميق الذي يستخدم التصوير السريع لتحليل عينات الورم المأخوذة أثناء الجراحة. . ويمكن اكتشاف التغيرات الجينية بشكل أسرع.

في دراسة أجريت على أكثر من 150 مريضًا يعانون من الورم الدبقي المنتشر ، وهو أورام الدماغ الأولية الأكثر شيوعًا وفتكًا ، حدد النظام المطور حديثًا الطفرات التي تستخدمها منظمة الصحة العالمية لتحديد المجموعات الفرعية الجزيئية للحالة بدقة تزيد عن 90٪.

تم نشر النتائج الطب الطبيعي.

قال تود هالين ، جراح الأعصاب والأستاذ المساعد لجراحة الأعصاب في قسم الورم العميق في جامعة ميشيغان: “هذه الأداة القائمة على الذكاء الاصطناعي لديها القدرة على تحسين إمكانية الوصول وسرعة التشخيص والرعاية للمرضى الذين يعانون من أورام الدماغ الخبيثة”. جراحة المخ والأعصاب في كلية الطب UM.

يعتبر التصنيف الجزيئي مركزًا بشكل متزايد لتشخيص الأورام الدبقية وعلاجها ، حيث تختلف فوائد الجراحة ومخاطرها بين مرضى أورام المخ اعتمادًا على تركيبتهم الجينية.

في الواقع ، يمكن للمرضى الذين يعانون من نوع معين من الورم الدبقي المنتشر يسمى الورم النجمي الحصول على متوسط ​​خمس سنوات أطول مع الإزالة الكاملة للورم مقارنة بالأنواع الفرعية الأخرى للورم الدبقي المنتشر.

ومع ذلك ، فإن الوصول إلى الاختبار الجزيئي للورم الدبقي المنتشر محدود وغير متوفر بشكل موحد في المراكز التي تعالج المرضى الذين يعانون من أورام المخ. عندما يحدث ذلك ، يمكن أن يكون الوقت المستغرق للحصول على النتائج أيامًا ، أو حتى أسابيع ، كما يقول هالون.

قال هالون: “يمكن أن تؤدي الحواجز التي تحول دون التشخيص المساعد في المرضى الذين يعانون من أورام المخ إلى تعقيد عملية اتخاذ القرار الجراحي واختيار أنظمة العلاج الكيميائي”.

قبل الورم الدبقي العميق ، لم يكن لدى الجراحين القدرة على التمييز بين الأورام الدبقية المنتشرة أثناء الجراحة. فكرة بدأت في عام 2019 ، يجمع النظام بين الشبكات العصبية العميقة وطريقة التصوير البصري المسماة علم الأنسجة رامان المحفز ، والتي تم تطويرها في UM ، لتصوير أنسجة ورم الدماغ في الوقت الفعلي.

قال هالون: “يخلق DeepGlioma طريقة لتحديد دقيق وفي الوقت المناسب من شأنه أن يمنح مقدمي الخدمة فرصة أفضل لتحديد العلاجات والتنبؤ بتكهن المريض”.

حتى مع المعايير المثلى للعلاج بالرعاية ، فإن المرضى الذين يعانون من الورم الدبقي المنتشر يواجهون خيارات علاج محدودة. متوسط ​​وقت البقاء على قيد الحياة للمرضى الذين يعانون من الأورام الدبقية المنتشرة الخبيثة هو 18 شهرًا فقط.

على الرغم من أن تطوير الأدوية لعلاج الأورام أمر ضروري ، إلا أن أقل من 10٪ من مرضى الورم الدبقي مسجلون في التجارب السريرية ، والتي غالبًا ما تحد من مشاركة المجموعات الفرعية الجزيئية. يأمل الباحثون أن يكون الورم الغليظ العميق حافزًا للتسجيل الأولي للمحاكمة.

قال كبير المؤلفين دانيال أورينجر ، أستاذ مشارك ، “كان التقدم في علاج أورام الدماغ الخبيثة محدودًا على مدى العقود الماضية – ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه كان من الصعب تحديد المرضى الذين سيستفيدون أكثر من العلاجات المستهدفة”. حصل على درجة الدكتوراه في جراحة الأعصاب وعلم الأمراض في كلية غروسمان للطب بجامعة نيويورك ، حيث طور أنسجة رامان المحفزة.

“الطرق السريعة للتصنيف الجزيئي تبشر بالخير لإعادة التفكير في تصميم التجارب السريرية وتقديم علاجات جديدة للمرضى.”

من بين المؤلفين الإضافيين تشنغ جيانغ ، أسادور شودري ، أخيلكنديبودي ، أرجون أدابا ، وجد الهول ، جايسون هيث ، أورين ساجار ، ماريا كاسترو ، ساندرا كامالو براغوا ، هونغلوك لي ، جامعة ميشيغان ، مصطفى ناصر معين ، جون غولفينوس. ، ماتيجا سنودرل ، جامعة نيويورك ، ألكسندر عبيدي ، بيدرو لوينشتاين ، ميتشل بيرجر ، شون هيرفي-جمبر ، كل جامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو ، ليزا إيرينا فاتيورا ، جورج ويتالم ، جامعة فيينا الطبية ، فولكر نيوسميلدينغ رينكه ، نيكلاس فون سبريكيلسن ، الكل مستشفى جامعة كولونيا وكريستيان فروديجر ، Invenio Imaging، Inc.

تمويل: تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة ، وصندوق Cook Family Brain Tumor Research Fund ، وصندوق Mark Trauner Brain Research Fund ، ومؤسسة Genkel Family Foundation ، ومؤسسة Ian Friends Foundation ، وبرنامج منح جوائز UM Precision Health Investigators.

حول هذه أخبار الذكاء الاصطناعي وأبحاث سرطان الدماغ

مؤلف: نوح فرومسون
مصدر: جامعة ميشيغان
اتصال: نوح فرومسون – جامعة ميشيغان
صورة: الصورة في المجال العام

البحث الأصلي: وصول مغلق.
“التصنيف الجزيئي المستند إلى الذكاء الاصطناعي للأورام الدبقية المنتشرة باستخدام التصوير البصري السريع الخالي من الملصقات.تود هالون وآخرون. الطب الطبيعي

ملخص

التصنيف الجزيئي المستند إلى الذكاء الاصطناعي للأورام الدبقية المنتشرة باستخدام التصوير البصري السريع الخالي من الملصقات.

أحدث التصنيف الجزيئي ثورة في إدارة أورام المخ من خلال تمكين التشخيص الأكثر دقة والعلاج الشخصي. ومع ذلك ، فإن الاختبارات التشخيصية الجزيئية في الوقت المناسب للمرضى الذين يعانون من أورام المخ غير متوفرة ، مما يعقد الجراحة والعلاج المساعد ويعيق التسجيل في التجارب السريرية.

في هذه الدراسة ، قمنا بتطوير نظام فحص تشخيصي سريع (أقل من 90 ثانية) قائم على الذكاء الاصطناعي لتبسيط التشخيص الجزيئي للأورام الدبقية المنتشرة.

يتم تدريب الورم العميق باستخدام مجموعة بيانات متعددة الوسائط تشتمل على أنسجة رامان المحفزة (SRH) ؛ طريقة تصوير بصري سريعة وخالية من الملصقات وغير قابلة للاستهلاك ؛ والبيانات الجينومية العامة واسعة النطاق. في مجموعة تجارب دولية محتملة ومتعددة المراكز من المرضى المصابين بورم دبقي منتشر (ن= 153) وفقًا لتصوير SRH في الوقت الفعلي ، نثبت أن الورم الدبقي العميق يمكن أن يتنبأ بالتغيرات الجزيئية التي تستخدمها منظمة الصحة العالمية لتحقيق تصنيف واسع للورم الدبقي للبالغين (طفرة IDH ، والحذف المشترك 1p19q وطفرة ATRX). كان متوسط ​​دقة التصنيف الجزيئي 93.3 ± 1.6٪.

تشير نتائجنا إلى كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي وعلم الأنسجة البصري لتوفير مساعد سريع وقابل للتطوير للطرق المختبرية الرطبة للفحص الجزيئي لمرضى الورم الدبقي المنتشر.