AI-assisterade flytande biopsier lovar för tidig upptäckt av cancer

AI-assisterade flytande biopsier lovar för tidig upptäckt av cancer

Utsikten att diagnostisera cancer med smärtfria metoder – som ett enkelt AI-drivet blod- eller urintest som upptäcker små partiklar som kallas exosomer – blir allt mer realistiskt. Forskare tror att detta tillvägagångssätt en dag skulle möjliggöra snabb och enkel identifiering av cancerbiomarkörer.

Denna banbrytande insikt följer en omfattande narrativ genomgång av litteraturen och ger en omfattande och tolkande sammanfattning och analys av publicerad forskning om detta ämne.

Resultaten av granskningen, ledd av Mohammad Harb Semreen, professor i farmaceutisk kemi vid University of Sharjah, publicerades i den internationella tidskriftenClinica Chimica Acta. Den utvärderade resultat från över 100 studier och sammanfattade fyra nyckelkontexter som gav tolkning, analys och expertinsikt.

Granskningen, som sammanfattade forskning som publicerades mellan 2018 och 2025, fokuserar på exosomer - små säckar som släpps ut av nästan varje cell i kroppen som fungerar som kurirer och bär molekylära meddelanden från en cell till en annan. I cancer förändras dessa mikroskopiska budbärare dramatiskt: De blir laddade med proteiner, genetiskt material, lipider och metaboliter som återspeglar vad som händer i tumören.

"Genom att dechiffrera den molekylära "lasten" av dessa exosomer genom ett multi-omics-tillvägagångssätt – som kombinerar proteomics, transcriptomics, metabolomics och lipidomics – kan vi skapa en detaljerad karta över hur cancer kommunicerar, växer och undviker behandling, förklarade prof. Semreen. "Detta ger forskare en ny möjlighet att upptäcka exakta, pålitliga biomarkörer som kan upptäcka cancer tidigare, förutsäga hur aggressiv den kan bli och övervaka hur patienter svarar på terapi."

Exosomer är små partiklar som frigörs av mänskliga celler som cirkulerar fritt i kroppsvätskor. Eftersom de bär molekylära signaturer av cancerceller, kan ett rutinmässigt blod- eller urintest en dag ge en tidig, icke-invasiv metod för att upptäcka cancer.

Aktuella framsteg inom artificiell intelligens (AI) påskyndar dessa framsteg genom att skanna enorma mängder molekylära datamängder för att avslöja mönster som är osynliga för det mänskliga ögat, vilket bidrar till snabbare och mer exakt identifiering av pålitliga cancerbiomarkörer.

Prof. Semreen beskriver detta tillvägagångssätt som "kraftfullt" eftersom "exosomer kan erhållas från enkla kroppsvätskor som blod eller urin, vilket innebär att cancer en dag kan upptäckas genom en icke-invasiv flytande biopsi snarare än smärtsamma vävnadsprover."

Författarna betonar att exosomer långt ifrån att vara passiva åskådare, påverkar tumörspridning, immunförsvar och läkemedelsresistens, vilket gör dem till både budbärare och manipulatorer i cancerprocessen.

Artikeln belyser hur en kombination av multiomics-data med artificiell intelligens kan reda ut den enorma komplexiteten hos dessa vesiklar för att identifiera kliniskt meningsfulla signaler. Denna integration för forskare närmare personlig och förutsägbar cancerdiagnostik – där ett rutinmässigt blodprov kan avslöja de tidigaste tecknen på sjukdom och vägleda behandlingsbeslut med oöverträffad precision.

Eftersom cancer förblir en ledande dödsorsak över hela världen, belyser studien potentialen hos AI-drivna blod- eller urintester för att snabbt och enkelt upptäcka sjukdomen - innan symtom uppträder och cancerceller sprids - vilket möjliggör tidig intervention och förbättrade behandlingsresultat.

Enligt International Agency for Research on Cancer (IARC) fanns det cirka 20 miljoner nya cancerfall och nästan 10 miljoner dödsfall år 2022. Omkring 53,5 miljoner människor levde inom fem år efter en cancerdiagnos. Statistiskt sett kommer omkring en av fem personer att utveckla cancer under sin livstid, medan omkring en av nio män och en av 12 kvinnor kommer att dö av sjukdomen.

Exosomer överför cancercellernas viskningar - vi lär oss att lyssna. Genom att avkoda exosomer kan vi upptäcka cancer tidigare och behandla den mer intelligent.

Vårt mål är att förvandla ett enkelt blodprov till ett kraftfullt diagnostiskt verktyg. Dessa nanomessengers ger oss en realtidsbild av vad som händer inuti tumörer. Det som en gång krävde operation kan snart göras med en droppe blod."

Fatima Maher Al-Daffaie, huvudförfattare till studien, doktorand i drogdesign och forskning, University of Sharjah College of Pharmacy

På frågan om de praktiska konsekvenserna av forskningen sa professor Semreen att resultaten kan förändra hur cancer upptäcks och behandlas i framtiden. "Den mest omedelbara tillämpningen är utvecklingen av flytande biopsier - enkla blod- eller urintester som analyserar exosomer för att upptäcka cancer i tidigt stadium, övervaka behandlingssvar och till och med förutsäga återfall innan symtom uppträder."

Han tillade: "Eftersom exosomer bär samma molekylära fingeravtryck som deras modertumörceller, ger de en realtids-, icke-invasiv ögonblicksbild av vad som händer inuti kroppen. Detta kan tillåta läkare att gå från traditionella vävnadsbiopsier till säkrare, snabbare och mer repeterbara tester som spårar sjukdomar över tid."

Ett andra lovande tillvägagångssätt ligger i användningen av exosomer som naturliga läkemedelstillförselvehiklar. "Dessa nanoskaliga vesiklar kan konstrueras för att leverera cancerläkemedel, RNA-molekyler eller till och med genredigeringsverktyg direkt till tumörceller. Deras naturliga kompatibilitet med människokroppen gör att de kan leverera behandlingar precis där de behövs, vilket minskar biverkningar och ökar effektiviteten."

Ahmad Abuhelwa, docent i klinisk farmakologi och farmakometri vid University of Sharjah och medförfattare, noterade:
"Exosomer ger en levande ögonblicksbild av cancerbeteende. Genom att analysera deras molekylära signaturer kan vi skräddarsy behandlingen och övervaka hur varje patients tumör utvecklas över tid."

Han fortsatte: "Det som gör den här forskningen så spännande är dess potential att revolutionera diagnostik. Genom att integrera multiomics-data och artificiell intelligens kan vi tolka cancerbiologins enorma komplexitet på ett sätt som är kliniskt genomförbart. Detta är ett steg mot att göra precisionsonkologi inte bara till ett koncept, utan till en verklighet inom rutinmedicinsk vård."

På frågan om forskningen hade väckt intresse från industrin eller sjukvårdsinstitutioner sa författarna att det inte hade funnits några formella samarbeten ännu, även om området väckte stor uppmärksamhet över hela världen. Exosombaserad diagnostik och flytande biopsiteknologier är bland de snabbast växande områdena inom precisionsmedicin och lockar stora investeringar från bioteknik- och läkemedelsföretag.

"När vårt arbete fortsätter att överbrygga vetenskaplig forskning och kliniska tillämpningar, förväntar vi oss att nya partnerskap bildas – särskilt med företag och forskningsinstitut som är intresserade av att utveckla nästa generations cancerdiagnostik och personliga övervakningsverktyg", säger prof. Semreen.

Källor: