טכנולוגיית ביופסיה נוזלית רגישה במיוחד מזהה סרטן לפני שיטות סטנדרטיות

שיטה המשתמשת בבינה מלאכותית כדי לזהות DNA של גידול בדם הוכיחה רגישות חסרת תקדים בחיזוי הישנות סרטן, על פי מחקר בראשות מדענים מבית הספר לרפואה וייל קורנל, ניו יורק-פרסביטריאן, ניו יורק גנום סנטר (NYGC) ו Memorial Sloan Kettering (MSK). לטכנולוגיה החדשה יש פוטנציאל לשפר את הטיפול בסרטן על ידי זיהוי הישנות מוקדם מאוד ומעקב צמוד אחר תגובת הגידול לטיפול.

במחקר שפורסם ב-14 ביוני בכתב העת Nature Medicine, החוקרים הראו שהם הצליחו לאמן מודל למידת מכונה, סוג של פלטפורמת בינה מלאכותית, לאיתור DNA של גידול במחזור (ctDNA) בהתבסס על נתוני רצף DNA מהמטופל בדיקות דם ברגישות ובדיוק גבוהים מאוד. הם הדגימו בהצלחה את הטכנולוגיה בחולים עם סרטן ריאות, מלנומה, סרטן שד, סרטן המעי הגס ופוליפים טרום סרטניים במעי הגס.

"הצלחנו להשיג שיפורים משמעותיים ביחס האות לרעש, מה שמאפשר לנו, למשל, לזהות הישנות סרטן חודשים או אפילו שנים לפני השיטות הקליניות הסטנדרטיות", אמר מחבר המחקר ד"ר דן לנדאו, פרופסור לרפואה במחלקה להמטולוגיה ואונקולוגיה רפואית בבית הספר לרפואה וייל קורנל וחבר מרכזי במרכז הגנום של ניו יורק.

מחבר המחקר והמחבר הראשון היה ד"ר אדם וידמן, פוסט-דוקטורט במעבדה של לנדאו שהוא גם אונקולוג שד ב-MSK. מחברים ראשונים נוספים היו מיניטה שאה מ-NYGC, ד"ר אמנדה פרידנדל מאוניברסיטת ארהוס ודניאל הלמוס מ-NYGC ו-Will Cornell Medical School.

טכנולוגיית ביופסיה נוזלית לא הצליחה לממש את הפוטנציאל הגדול שלה במשך זמן רב. רוב הגישות הקיימות מכוונות לקבוצות קטנות יחסית של מוטציות הקשורות לסרטן, שלעתים קרובות נדירות מדי בדם מכדי שניתן יהיה לזהות אותן בצורה מהימנה, מה שמוביל להערכת חסר של הישנות סרטן.

לפני מספר שנים, ד"ר לנדאו ועמיתיו פיתחו גישה חלופית המבוססת על רצף גנום שלם של DNA בדגימות דם. הם הראו שניתן לאסוף הרבה יותר "אות" בדרך זו, מה שמאפשר זיהוי רגיש יותר וקל יותר מבחינה לוגיסטית של DNA של הגידול. מאז, גישה זו אומצה יותר ויותר על ידי מפתחי ביופסיה נוזלית.

במחקר החדש, החוקרים לקחו את זה צעד אחד קדימה, תוך שימוש באסטרטגיית למידת מכונה מתקדמת (דומה לזו המשמשת ביישומי AI פופולריים כמו ChatGPT) כדי לזהות דפוסים עדינים ברצף נתונים, במיוחד כדי להבחין בדפוסים המעידים על נוכחות של סרטן, מדפוסים המצביעים על שגיאות רצף ו"רעשים" אחרים.

בבדיקה אחת, החוקרים אימנו את המערכת שלהם, שאותה כינו MRD-EDGE, לזהות מוטציות גידול ספציפיות לחולה ב-15 חולי סרטן המעי הגס. לאחר ניתוח וכימותרפיה, המערכת חזתה, בהתבסס על נתוני דם, כי תשעה מהם עדיין חולים בסרטן. בחמישה מהחולים הללו התגלתה מאוחר יותר נסיגה לאחר מספר חודשים בשיטות פחות רגישות. עם זאת, לא היו שליליות כוזבות: אף אחד מהמטופלים שנחשב נקי מ-DNA של הגידול על ידי MRD-EDGE לא חווה הישנות במהלך תקופת המחקר.

MRD-EDGE הוכיח רגישות דומה במחקרים על חולים עם סרטן ריאות בשלב מוקדם וסרטן שד משולש שלילי, זיהה את כל ההתקפים, מלבד אחד, מוקדם ומעקב אחר מצב הגידול במהלך הטיפול.

חוקרים הוכיחו כי MRD-EDGE יכול אפילו לזהות DNA מוטנטי מאדנומות טרום סרטניות של המעי הגס, הפוליפים שמהם מתפתחים סרטן המעי הגס.

"לא היה ברור שהפוליפים הללו יכולים לשחרר ctDNA ניתן לזיהוי, כך שזו התקדמות משמעותית שעשויה להצביע על אסטרטגיות עתידיות שמטרתן לזהות שינויים טרום סרטניים", אמר ד"ר לנדאו, שהוא גם חבר בסנדרה ואדוארד מרכז מאייר לסרטן בבית הספר לרפואה וייל קורנל וכהמטולוג-אונקולוג במרכז הרפואי ניו יורק-פרסביטריאן/ויל קורנל.

לבסוף, החוקרים הראו שגם ללא הכשרה מוקדמת על נתוני רצף הגידולים של המטופל, MRD-EDGE יכול לזהות תגובות אימונותרפיה בחולי מלנומה וסרטן ריאות שבועות לפני זיהוי באמצעות הדמיית רנטגן סטנדרטית.

"בסך הכל, MRD-EDGE נותן מענה לצורך גדול, ואנחנו נרגשים מהפוטנציאל שלו ועובדים עם שותפים בתעשייה כדי לנסות להביא אותו לחולים", אמר ד"ר לנדאו.