Επαναστατική διάγνωση οξείας λευχαιμίας
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Καρκίνου Dana-Farber έχουν αναπτύξει ένα καινοτόμο διαγνωστικό εργαλείο που θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο αναγνωρίζεται και θεραπεύεται η οξεία λευχαιμία. Το εργαλείο, γνωστό ως MARLIN (Μέθοδος Μηθυλίωσης και AI-καθοδηγούμενη Ταχεία Υποκατηγορία Λευχαιμίας), χρησιμοποιεί μοτίβα μεθυλίωσης DNA και μηχανική μάθηση για να ταξινομήσει την οξεία λευχαιμία με ταχύτητα και ακρίβεια. Αυτή η καινοτομία έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει σημαντικά την φροντίδα των ασθενών, επιτρέποντας ταχύτερες και πιο ακριβείς αποφάσεις θεραπείας.
Η σημασία της ακριβούς διάγνωσης
Η οξεία λευχαιμία είναι ένας επιθετικός καρκίνος του αίματος που απαιτεί ακριβή διάγνωση για να καθοδηγήσει τη θεραπεία. Οι τρέχουσες διαγνωστικές μέθοδοι, οι οποίες βασίζονται σε συνδυασμό μοριακών και κυτταρογενετικών εξετάσεων, συχνά απαιτούν ημέρες ή ακόμη και εβδομάδες για να ολοκληρωθούν. Αντίθετα, το MARLIN μπορεί να παρέχει αποτελέσματα σε μόλις δύο ώρες από τη στιγμή της βιοψίας. Με την παροχή γρήγορων και λεπτομερών πληροφοριών σχετικά με τις υποκατηγορίες λευχαιμίας, το MARLIN θα μπορούσε να επιτρέψει στους κλινικούς ιατρούς να λάβουν αποφάσεις θεραπείας νωρίτερα και με πιο ολοκληρωμένες πληροφορίες.
Η διαδικασία ανάπτυξης του MARLIN
Για την ανάπτυξη του MARLIN, η ερευνητική ομάδα δημιούργησε αρχικά μια μεγάλη βάση δεδομένων αναφοράς με μοτίβα μεθυλίωσης DNA από πάνω από 2.500 δείγματα ασθενών, που αντιπροσωπεύουν μια ευρεία γκάμα υποκατηγοριών λευχαιμίας. Αυτή η διαδικασία αποκάλυψε 38 διακριτές κατηγορίες μεθυλίωσης σε ενήλικες και παιδιά. “Η ανάλυσή μας επιβεβαίωσε πολλές καθιερωμένες μοριακές κατηγορίες στην οξεία λευχαιμία, αλλά και αποκάλυψε νέες κατηγορίες που είναι καλύτερα ορατές μέσα από την οπτική της επιγενετικής,” δήλωσε ο κ. Til Steinicke, συν-πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Χρησιμοποιώντας αυτή τη βάση δεδομένων αναφοράς, η ομάδα εκπαίδευσε ένα νευρωνικό δίκτυο (MARLIN) για να αναγνωρίζει τις κατηγορίες μεθυλίωσης σε δείγματα μυελού των οστών και αίματος από ασθενείς με οξεία λευχαιμία. Όταν συνδυάστηκε με την τεχνολογία μακροχρόνιας ανάγνωσης νανοπορικής αλληλούχισης, η οποία επιτρέπει την προφίλ μεθυλίωσης DNA από κλινικά δείγματα, το MARLIN παρουσίασε υψηλή ακρίβεια στην ταξινόμηση της νόσου σε αναδρομικά και προοπτικά δείγματα.
Στις δοκιμές σε πραγματικό χρόνο, το MARLIN κατηγοριοποίησε σωστά δείγματα λευχαιμίας σε λιγότερο από δύο ώρες από την παραλαβή της βιοψίας, μια δραματική βελτίωση σε σχέση με τις τρέχουσες διαγνωστικές διαδικασίες. “Καθώς η εργασία μας συνεχίζεται, ελπίζουμε ότι το MARLIN θα επιταχύνει σημαντικά τον προγραμματισμό της θεραπείας, θα μειώσει τις ιατρικές επιπλοκές και θα ανακουφίσει τις ανησυχίες των ασθενών στο μέλλον,” δήλωσε ο Δρ. Evan Chen, συνεργάτης της μελέτης και ιατρός ογκολόγος στο Dana-Farber.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι το MARLIN μπορούσε να επιλύσει διαγνωστικά “τυφλά σημεία” που παραλείπονται από τις συμβατικές μεθόδους. Για παράδειγμα, αναγνώρισε επιτυχώς κρυφά γενετικά γεγονότα, όπως αναδιοργανώσεις που σχετίζονται με το γονίδιο DUX4, τα οποία σχετίζονται με ευνοϊκά κλινικά αποτελέσματα. Επιπλέον, το MARLIN αποκάλυψε νέες προγνωστικές υπογραφές, όπως οι υποομάδες που ενεργοποιούνται από το HOX, οι οποίες θα μπορούσαν να ενημερώσουν τις μελλοντικές στρατηγικές θεραπείας.
“Πιστεύουμε ότι το πλαίσιο μας ανοίγει το δρόμο για μελλοντικές εξελίξεις στην επιγενετική ταξινόμηση της οξείας λευχαιμίας, διαγνωστικά υποβοηθούμενα από μηχανική μάθηση και προγνωστικούς βιοδείκτες μεθυλίωσης για την αντίσταση στα φάρμακα,” δήλωσε ο Δρ. Gabriel Griffin, ερευνητής καρκίνου και παθολόγος στο Dana-Farber.
Οι ερευνητές στοχεύουν τώρα να αναπτύξουν το MARLIN σε ένα εργαλείο που θα μπορεί να παρέχεται στους ασθενείς στην κλινική, για να επιταχύνει την ταξινόμηση της νόσου, να ενημερώνει την επιλογή θεραπείας σε πραγματικό χρόνο και να δημιουργεί μια πηγή για την έρευνα καρκίνου.
