Tekuté biopsie s pomocí AI jsou příslibem pro včasnou detekci rakoviny

Tekuté biopsie s pomocí AI jsou příslibem pro včasnou detekci rakoviny

Vyhlídka na diagnostiku rakoviny pomocí bezbolestných metod – jako je jednoduchý test krve nebo moči s umělou inteligencí, který detekuje drobné částice zvané exozomy – je stále reálnější. Vědci se domnívají, že tento přístup by jednoho dne mohl umožnit rychlou a přímou identifikaci biomarkerů rakoviny.

Tento převratný pohled navazuje na rozsáhlý narativní přehled literatury a poskytuje komplexní a interpretační shrnutí a analýzu publikovaných výzkumů na toto téma.

Výsledky recenze, kterou vedl Mohammad Harb Semreen, profesor farmaceutické chemie na univerzitě v Sharjah, byly zveřejněny v mezinárodním časopiseClinica Chimica Acta. Hodnotila výsledky z více než 100 studií a shrnula čtyři klíčové kontexty, které poskytly interpretaci, analýzu a odborný pohled.

Recenze, která shrnula výzkum publikovaný v letech 2018 až 2025, se zaměřuje na exozomy – drobné váčky uvolňované téměř každou buňkou v těle, které fungují jako kurýři a přenášejí molekulární zprávy z jedné buňky do druhé. Při rakovině se tito mikroskopičtí poslové dramaticky mění: jsou zatíženi proteiny, genetickým materiálem, lipidy a metabolity, které odrážejí to, co se děje v nádoru.

„Rozluštěním molekulárního ‚nákladu‘ těchto exozomů pomocí multiomického přístupu – kombinací proteomiky, transkriptomiky, metabolomiky a lipidomiky – můžeme vytvořit podrobnou mapu toho, jak rakoviny komunikují, rostou a vyhýbají se léčbě,“ vysvětlil prof. Semreen. "To dává výzkumníkům novou příležitost objevit přesné a spolehlivé biomarkery, které dokážou detekovat rakovinu dříve, předpovědět, jak agresivní se může stát, a sledovat, jak pacienti reagují na léčbu."

Exozomy jsou drobné částice uvolňované lidskými buňkami, které volně cirkulují v tělesných tekutinách. Protože nesou molekulární podpisy rakovinných buněk, rutinní test krve nebo moči by jednoho dne mohl poskytnout časnou, neinvazivní metodu pro detekci rakoviny.

Současné pokroky v umělé inteligenci (AI) tento pokrok urychlují skenováním obrovského množství souborů molekulárních dat, aby odhalily vzory neviditelné pro lidské oko, což přispívá k rychlejší a přesnější identifikaci spolehlivých biomarkerů rakoviny.

Profesor Semreen popisuje tento přístup jako „účinný“, protože „exosomy lze získat z jednoduchých tělesných tekutin, jako je krev nebo moč, což znamená, že rakovina by mohla být jednoho dne detekována neinvazivní tekutou biopsií spíše než bolestivé vzorky tkáně.“

Autoři zdůrazňují, že exosomy zdaleka nejsou pasivními přihlížejícími, ale ovlivňují šíření nádoru, imunitní únik a odolnost vůči lékům, což z nich dělá posly i manipulátory v procesu rakoviny.

Článek zdůrazňuje, jak kombinace multi-omických dat s umělou inteligencí může odhalit obrovskou složitost těchto vezikul k identifikaci klinicky významných signálů. Tato integrace přivádí vědce blíže k personalizované a prediktivní diagnostice rakoviny – kde by rutinní krevní test mohl odhalit nejranější známky onemocnění a vést rozhodnutí o léčbě s nebývalou přesností.

Vzhledem k tomu, že rakovina zůstává celosvětově hlavní příčinou úmrtí, studie zdůrazňuje potenciál krevních nebo močových testů s umělou inteligencí k rychlému a snadnému odhalení nemoci – dříve, než se objeví příznaky a rozšíří se rakovinné buňky – což umožňuje včasný zásah a zlepšení výsledků léčby.

Podle Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny (IARC) bylo v roce 2022 asi 20 milionů nových případů rakoviny a téměř 10 milionů úmrtí. Přibližně 53,5 milionu lidí žilo do pěti let od diagnózy rakoviny. Statisticky asi každý pátý člověk onemocní během svého života rakovinou, zatímco asi každý devátý muž a jedna z 12 žen na tuto nemoc zemře.

Exozomy přenášejí šepot rakovinných buněk – učíme se naslouchat. Dekódováním exosomů můžeme rakovinu odhalit dříve a léčit ji inteligentněji.

Naším cílem je proměnit jednoduchý krevní test na výkonný diagnostický nástroj. Tyto nanomessengery nám poskytují pohled v reálném čase na to, co se děje uvnitř nádorů. To, co kdysi vyžadovalo operaci, lze brzy provést kapkou krve.“

Fatima Maher Al-Daffaie, hlavní autorka studie, kandidátka na doktorát v designu a výzkumu léčiv, University of Sharjah College of Pharmacy

Když byl dotázán na praktické důsledky výzkumu, profesor Semreen řekl, že zjištění by mohla v budoucnu změnit způsob, jakým je rakovina detekována a léčena. "Nejokamžitější aplikací je vývoj tekutých biopsií - jednoduchých krevních nebo močových testů, které analyzují exozomy k detekci raného stádia rakoviny, monitorují reakci na léčbu a dokonce předpovídají relaps dříve, než se objeví příznaky."

A dodal: "Protože exozomy nesou stejné molekulární otisky jako jejich rodičovské nádorové buňky, poskytují neinvazivní snímek toho, co se děje uvnitř těla v reálném čase. To by lékařům mohlo umožnit přejít od tradičních tkáňových biopsií k bezpečnějším, rychlejším a opakovatelnějším testům, které sledují nemoci v průběhu času."

Druhý slibný přístup spočívá v použití exozomů jako přirozených nosičů pro dodávání léčiv. "Tyto vezikuly v nanoměřítku mohou být zkonstruovány tak, aby dodávaly léky proti rakovině, molekuly RNA nebo dokonce nástroje pro úpravu genů přímo do nádorových buněk. Jejich přirozená kompatibilita s lidským tělem znamená, že mohou dodávat léčbu přesně tam, kde jsou potřeba, což snižuje vedlejší účinky a zvyšuje efektivitu."

Ahmad Abuhelwa, docent klinické farmakologie a farmakometrie na univerzitě v Sharjah a spoluautor, poznamenal:
"Exozomy poskytují živý obraz chování rakoviny. Analýzou jejich molekulárních signatur můžeme personalizovat léčbu a sledovat, jak se nádor každého pacienta vyvíjí v průběhu času."

Pokračoval: "To, co dělá tento výzkum tak vzrušujícím, je jeho potenciál způsobit revoluci v diagnostice. Díky integraci multi-omických dat a umělé inteligence můžeme interpretovat obrovskou složitost biologie rakoviny způsobem, který je klinicky proveditelný. Toto je krok k tomu, aby precizní onkologie nebyla jen konceptem, ale skutečností v běžné lékařské péči."

Na otázku, zda výzkum vzbudil zájem ze strany průmyslu nebo zdravotnických institucí, autoři odpověděli, že zatím nedošlo k žádné formální spolupráci, ačkoli tato oblast přitahuje značnou pozornost po celém světě. Diagnostika na bázi exosomů a technologie tekuté biopsie patří k nejrychleji rostoucím oblastem přesné medicíny a přitahují velké investice od biotechnologických a farmaceutických společností.

„Vzhledem k tomu, že naše práce pokračuje v propojování vědeckého výzkumu a klinických aplikací, očekáváme, že se vytvoří nová partnerství – zejména se společnostmi a výzkumnými ústavy, které mají zájem o vývoj diagnostiky rakoviny nové generace a personalizovaných monitorovacích nástrojů,“ řekl prof. Semreen.

Zdroje: