Trí tuệ nhân tạo dự đoán sự tiến triển và lây lan của ung thư

Các nhà khoa học đã sử dụng trí tuệ nhân tạo để dự đoán ung thư sẽ tiến triển và lây lan như thế nào, điều này có thể giúp bác sĩ đưa ra một phương pháp điều trị hiệu quả nhất cho từng bệnh nhân.

Nhóm nghiên cứu của Viện Nghiên cứu ung thư Londo (ICR) và ĐH Edinburgh đã phát triển một kỹ thuật mới được gọi là Revolver (phát triển lặp lại ung thư), chọn ra các mẫu đột biến ADN trong ung thư và sử dụng thông tin để dự đoán những thay đổi di truyền học trong tương lai.

Họ cho biết tính chất luôn thay đổi của các khối u là một trong những thách thức lớn nhất đối với việc điều trị - với việc ung thư thường phát triển thành dạng kháng thuốc.

Nhưng nếu các bác sĩ có thể dự đoán khối u sẽ phát triển như thế nào, họ có thể can thiệp sớm hơn để ngăn chặn khối u trước khi nó có cơ hội phát triển hoặc trở nên kháng thuốc, tăng cơ hội sống cho bệnh nhân.

Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy mối liên quan giữa các chuỗi đột biến khối u lặp lại và tỷ lệ sống thêm.

Điều này cho thấy các mẫu đột biến ADN lặp lại có thể được sử dụng như một chỉ số tiên lượng, giúp định hình việc điều trị trong tương lai.

Chúng ta có thể sử dụng công cụ AI này để can thiệp ở giai đoạn sớm hơn của khối u.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu phát hiện rằng bệnh nhân u vú có một chuỗi các lỗi trong vật liệu di truyền mã hóa protein ức chế khối u p53, tiếp theo là đột biến ở nhiễm sắc thể số 8, có thời gian sống thêm ít hơn so với những kiểu thay đổi di truyền tương tự khác.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một công nghệ học máy mới để truyền tải kiến thức về các khối u ở những bệnh nhân tương tự.

Phương pháp này đã xác định được các mẫu theo thứ tự đột biến di truyền xuất hiện trong khối u được lặp lại ở cả trong và giữa các khối u của bệnh nhân, lấy một mẫu đột biến của khối u để dự đoán các mẫu khác.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng 768 mẫu khối u từ 178 bệnh nhân được báo cáo trong các nghiên cứu trước đây về ung thư phổi, ung thư vú và thận, và phân tích dữ liệu trong từng loại ung thư tương ứng để phát hiện chính xác và so sánh những thay đổi trong mỗi khối u.

Bằng cách xác định các mẫu lặp lại và kết hợp điều này với kiến ​​thức hiện tại về sinh học và sự tiến hóa của ung thư, các nhà khoa học có thể dự đoán quỹ đạo phát triển khối u trong tương lai.

Nếu các khối u với các mẫu nhất định được phát hiện là kháng với một phương pháp điều trị cụ thể, phương pháp mới này có thể được sử dụng để dự đoán bệnh nhân có bị kháng điều trị trong tương lai hay không.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Methods.

Tiến sĩ Andrea Sottoriva, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi đã phát triển một công cụ trí tuệ nhân tạo tuyệt vời… Với công cụ này, chúng tôi hy vọng sẽ loại bỏ một trong những thử thách lớn nhất của ung thư là sự phát triển không thể dự đoán trước".

"Bằng cách mang đến một cái nhìn sâu sắc về tương lai, chúng ta có thể sử dụng công cụ AI này để can thiệp ở giai đoạn sớm hơn, dự đoán sự phát triển tiếp theo của ung thư".

Theo Giám đốc điều hành ICR, Giáo sư Paul Workman, sự tiến hóa của ung thư là khó khăn lớn nhất mà chúng ta phải đối mặt trong khi tìm kiếm các phương pháp điều trị hiệu quả hơn cho bệnh nhân. Ông cho biết: "Nếu chúng ta có thể dự đoán khối u sẽ phát triển như thế nào, phương pháp điều trị có thể được thay đổi trước khi tình trạng thích nghi và kháng thuốc xảy ra".