Biopsiile lichide asistate de IA sunt promițătoare pentru depistarea precoce a cancerului

Biopsiile lichide asistate de IA sunt promițătoare pentru depistarea precoce a cancerului

Perspectiva de a diagnostica cancerul folosind metode nedureroase – cum ar fi un simplu test de sânge sau de urină alimentat de IA care detectează particule minuscule numite exozomi – devine din ce în ce mai realistă. Oamenii de știință cred că această abordare ar putea permite într-o zi identificarea rapidă și simplă a biomarkerilor cancerului.

Această perspectivă revoluționară urmează o revizuire narativă extinsă a literaturii și oferă un rezumat și o analiză cuprinzătoare și interpretativă a cercetărilor publicate pe acest subiect.

Rezultatele revizuirii, conduse de Mohammad Harb Semreen, profesor de chimie farmaceutică la Universitatea din Sharjah, au fost publicate în jurnalul internaționalClinica Chimica Acta. Acesta a evaluat rezultatele a peste 100 de studii și a rezumat patru contexte cheie care au oferit interpretare, analiză și perspectivă de specialitate.

Revizuirea, care a rezumat cercetările publicate între 2018 și 2025, se concentrează pe exozomi - pungi minuscule eliberați de aproape fiecare celulă din organism care acționează ca curieri, transportând mesaje moleculare de la o celulă la alta. În cancer, acești mesageri microscopici se schimbă dramatic: se încarcă cu proteine, material genetic, lipide și metaboliți care reflectă ceea ce se întâmplă în tumoră.

„Prin descifrarea „încărcăturii” moleculare a acestor exozomi printr-o abordare multi-omică – combinând proteomica, transcriptomica, metabolomica și lipidomica – putem crea o hartă detaliată a modului în care cancerele comunică, cresc și eludează tratamentul”, a explicat prof. Semreen. „Acest lucru le oferă cercetătorilor o nouă oportunitate de a descoperi biomarkeri precisi și de încredere care pot detecta cancerul mai devreme, să prezică cât de agresiv ar putea deveni și să monitorizeze modul în care pacienții răspund la terapie.”

Exozomii sunt particule minuscule eliberate de celulele umane care circulă liber în fluidele corpului. Deoarece au semnături moleculare ale celulelor canceroase, un test de rutină de sânge sau de urină ar putea oferi într-o zi o metodă precoce, neinvazivă, pentru detectarea cancerului.

Progresele actuale în inteligența artificială (IA) accelerează acest progres prin scanarea unor cantități masive de seturi de date moleculare pentru a dezvălui modele invizibile pentru ochiul uman, contribuind la identificarea mai rapidă și mai precisă a biomarkerilor fiabili ai cancerului.

Prof. Semreen descrie această abordare ca fiind „puternică”, deoarece „exozomii pot fi obținuți din fluide corporale simple, cum ar fi sânge sau urină, ceea ce înseamnă că cancerul ar putea fi detectat într-o zi printr-o biopsie lichidă neinvazivă, mai degrabă decât prin probe de țesut dureroase”.

Autorii subliniază că departe de a fi trecători pasivi, exozomii influențează răspândirea tumorii, evaziunea imună și rezistența la medicamente, făcându-i atât mesageri, cât și manipulatori în procesul cancerului.

Articolul evidențiază modul în care combinarea datelor multi-omice cu inteligența artificială poate dezlega complexitatea enormă a acestor vezicule pentru a identifica semnale semnificative clinic. Această integrare aduce oamenii de știință mai aproape de diagnosticarea personalizată și predictivă a cancerului – unde un test de sânge de rutină ar putea dezvălui cele mai timpurii semne de boală și poate ghida deciziile de tratament cu o precizie fără precedent.

Deoarece cancerul rămâne o cauză principală de deces la nivel mondial, studiul evidențiază potențialul testelor de sânge sau urină bazate pe inteligență artificială de a detecta rapid și ușor boala - înainte de apariția simptomelor și de răspândirea celulelor canceroase - permițând intervenția timpurie și îmbunătățirea rezultatelor tratamentului.

Potrivit Agenției Internaționale pentru Cercetare a Cancerului (IARC), au existat aproximativ 20 de milioane de cazuri noi de cancer și aproape 10 milioane de decese în 2022. Aproximativ 53,5 milioane de oameni au trăit în decurs de cinci ani de la un diagnostic de cancer. Statistic, aproximativ unul din cinci oameni va dezvolta cancer de-a lungul vieții, în timp ce aproximativ unul din nouă bărbați și una din 12 femei vor muri din cauza bolii.

Exozomii transmit șoaptele celulelor canceroase – învățăm să ascultăm. Prin decodificarea exozomilor, putem detecta cancerul mai devreme și îl putem trata mai inteligent.

Scopul nostru este să transformăm un simplu test de sânge într-un instrument puternic de diagnostic. Acești nanomesageri ne oferă o vedere în timp real a ceea ce se întâmplă în interiorul tumorilor. Ceea ce odată necesita o intervenție chirurgicală poate fi făcut în curând cu o picătură de sânge.”

Fatima Maher Al-Daffaie, autorul principal al studiului, doctorand în proiectarea și cercetarea medicamentelor, Universitatea din Sharjah Colegiul de Farmacie

Întrebat despre implicațiile practice ale cercetării, profesorul Semreen a spus că descoperirile ar putea schimba modul în care cancerul este detectat și tratat în viitor. „Cea mai imediată aplicație este dezvoltarea biopsiilor lichide – teste simple de sânge sau urină care analizează exozomii pentru a detecta cancerul în stadiu incipient, pentru a monitoriza răspunsul la tratament și chiar pentru a prezice recăderea înainte de apariția simptomelor.”

El a adăugat: „Deoarece exozomii poartă aceleași amprente moleculare ca și celulele lor tumorale părinte, ei oferă o imagine în timp real, non-invazivă a ceea ce se întâmplă în interiorul corpului. Acest lucru ar putea permite medicilor să treacă de la biopsiile tradiționale de țesut la teste mai sigure, mai rapide și mai repetabile care urmăresc bolile în timp”.

O a doua abordare promițătoare constă în utilizarea exozomilor ca vehicule naturale de livrare a medicamentelor. „Aceste vezicule la scară nanometrică pot fi proiectate pentru a furniza medicamente pentru cancer, molecule de ARN sau chiar instrumente de editare a genelor direct celulelor tumorale. Compatibilitatea lor naturală cu corpul uman înseamnă că pot oferi tratamente exact acolo unde sunt necesare, reducând efectele secundare și crescând eficacitatea”.

Ahmad Abuhelwa, profesor asociat de farmacologie clinică și farmacometrie la Universitatea din Sharjah și coautor, a remarcat:
„Exosomii oferă o imagine vie a comportamentului cancerului. Analizând semnăturile lor moleculare, putem personaliza tratamentul și putem monitoriza modul în care se dezvoltă tumora fiecărui pacient în timp”.

El a continuat: „Ceea ce face ca această cercetare să fie atât de interesantă este potențialul său de a revoluționa diagnosticul. Prin integrarea datelor multi-omice și a inteligenței artificiale, putem interpreta complexitatea enormă a biologiei cancerului într-un mod care poate fi acționat din punct de vedere clinic. Acesta este un pas către a face din oncologia de precizie nu doar un concept, ci o realitate în îngrijirea medicală de rutină”.

Întrebați dacă cercetarea a atras interesul din partea industriei sau a instituțiilor de sănătate, autorii au spus că nu au existat încă colaborări oficiale, deși domeniul atrage o atenție semnificativă la nivel mondial. Diagnosticarea bazată pe exozomi și tehnologiile de biopsie lichidă sunt printre domeniile cu cea mai rapidă creștere ale medicinei de precizie, atrăgând investiții majore din partea companiilor de biotehnologie și farmaceutice.

„Pe măsură ce munca noastră continuă să pună legătura între cercetarea științifică și aplicațiile clinice, ne așteptăm să se formeze noi parteneriate – în special cu companii și institute de cercetare interesate în dezvoltarea de diagnosticare a cancerului de generație următoare și instrumente de monitorizare personalizate”, a spus prof. Semreen.

Surse: