Искусственный интеллект научили строить прогнозы о развитии рака

Специалисты из Института исследования рака в Лондоне и Эдинбургского университета разработали систему искусственного интеллекта под названием Revolver. Это аббревиатура от слов Repeated Evolution of Cancer, что можно перевести как "повторяющаяся эволюция рака". Разработчики уверяют, что система позволит раскрывать карты болезни, а значит, медики будут предупреждены о том, что ждёт конкретного пациента при использовании той или иной методики. Сегодня врачи часто действуют почти вслепую. "Револьвер" же позволит подбирать оптимальное лечение. По сути, речь идёт о персонализированной медицине, о которой так много говорят в последнее время.

"Револьвер" выявляет закономерности в мутациях ДНК в раковых опухолях и использует эту информацию для прогнозирования развития и распространения опухоли по организму.

По словам авторов работы, постоянно меняющаяся природа опухолей является одной из самых серьёзных проблем в лечении рака. Более того, рак часто может развивать устойчивость к лечению (к слову, не последнюю роль в этом процессе играют кишечные бактерии).

Если же медики будут способны заранее предсказывать "ход мыслей" рака и его развитие, то они смогут вовремя вмешиваться в процесс, дабы успеть остановить недуг ещё до того, как он успеет развить устойчивость к лечению. Потенциально это увеличит шансы людей на выживание.

Руководитель команды учёных, разрабатывающих "Револьвер", Андреа Сотторива (Andrea Sottoriva) из Института исследования рака в Лондоне напоминает, что специалисты могут вылечить рак, если начать терапию вовремя. На поздних стадиях бороться с ним становится сложнее. Между тем часто опухоль никак себя не проявляет (до появления критических поражений внутренних органов и тканей).

Разработчики системы ИИ обнаружили связь между определёнными мутациями в ДНК опухоли и выживаемостью пациентов.

Они предположили, что повторяющиеся паттерны мутаций ДНК могут быть использованы для прогнозирования хода болезни. В свою очередь, это поможет определить, какое лечение будет эффективным, а какое нет.

Исследователи использовали 768 образцов опухолей, взятых у 178 пациентов, больных раком лёгких, молочной железы, почек и кишечника. Специалисты проанализировали данные для каждого типа рака, чтобы обнаружить и сравнить изменения генов в каждой конкретной опухоли.

Определив повторяющиеся закономерности и объединив их с текущими знаниями о развитии рака, учёные получили возможность прогнозировать дальнейшую траекторию развития опухолей.

Если учёные в дальнейшем обнаружат, что опухоль с определёнными мутациями развивает устойчивость к определённому лечению, то новую методику можно будет использовать для построения прогнозов относительно эффективности разных видов лечения для каждого отдельного пациента.

По мнению Сотторивы, ему и его команде удалось создать эффективную систему, способную спрогнозировать развитие опухолей на основе определённых мутаций, которые до сих пор остаются скрытыми в сложных наборах данных. Благодаря этому учёные лишили рак его главного козыря — его непредсказуемости.

"Понимание эволюции опухоли, которая имеет место во время лечения рака, имеет решающее значение для оптимизации терапии", — говорит Роберт Гатенби (Robert Gatenby) из Онкологического центра и исследовательского института имени Ли Моффитт.

Он отмечает, что учёные создали очень сложный метод, и он с нетерпением ждёт результатов его будущего применения в клинической практике.

Результаты исследования представлены в научном издании Nature Methods.

К слову, не так давно ИИ также научили диагностировать рак кожи лучше врачей, находить средства от малярии и прогнозировать сердечно-сосудистые заболевания. Также авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о другой медицинской разработке: в Томске создали ИИ, который объясняет пациентам результаты анализов.