Мозъчните тумори могат да се оперират по-ефективно благодарение на свръхбързата диагностика от изкуствен интелект

Мозъчните тумори могат да бъдат оперирани по-внимателно благодарение на бързото и точно молекулярно определяне на типа на тумора с помощта на изкуствен интелект, разработен в UMC Utrecht. Дори по време на мозъчна операция генетичният отпечатък на тумора се определя в рамките на час и половина и неврохирургът знае по-добре докъде да отреже тумора. Това спестява понякога необходимостта да работите втори път. Търсене Това се появи в научното списание в сряда природа.

Мозъчните тумори се считат за един от най-опасните видове рак, особено при децата. В Холандия 1400 възрастни и 150 деца развиват първичен мозъчен тумор всяка година (който не е възникнал чрез метастази от друг тумор). Ако операцията е възможна, хирургът трябва да премине между рязане, доколкото е възможно, от една страна, и причиняване на възможно най-малко увреждане на здравата мозъчна тъкан, от друга страна.

При вземането на това решение е много важно да се определи за кой подтип мозъчен тумор се отнася. Един подвид е нелечим, така че е най-добре да премахнете възможно най-малко от него. Това се отнася например за определен тип глиома със специфична мутация. Но при други видове рак или специфични подтипове, шансът за оцеляване е много по-голям, ако се отстрани целият тумор, ако е необходимо за сметка на някои здрави тъкани.

Нарежете на тънки филийки

Не е възможно да се определи вида му с просто око или чрез изследвания, направени преди операцията. Ето защо дори сега по време на операцията, която понякога може да продължи осем часа, парче от туморната тъкан бързо се нарязва на тънки резени и се изследва под микроскоп от патолог.

Друго парче отива в лаборатория за генетичен анализ. Химичните модели на ДНК в тумора, наречени ДНК метилиране, ни казват много за вида на тумора. „Този ​​анализ разглежда целия геном и отнема четири дни, често до седмица или две“, казва Йерун де Ридер, биоинформатик от UMC Utrecht и Oncode Institute, който ръководи изследването. Понякога пациентът трябва да се подложи на повторна операция след резултата.

De Ridder и колегите използват това, за да получат много по-бърза картина на профила на метилиране Секвениране на нанопори. Това е нова и евтина технология, която позволява много бързо определяне на ДНК последователности. ДНК веригата се изтегля през малка пора в мембраната. Малки промени в тока показват кой от четирите градивни блока (A, T, C или G) преминава през този момент и дали един от тези четири градивни блока (C) е метилиран или не. Практичното устройство MinION на британската компания Oxford Nanopore е с размерите на телбод. De Ridder: „Уникалното нещо е, че всъщност имате достъп до данните по време на секвенирането, което алгоритъмът може да използва веднага. С традиционните секвенсори трябва да изчакате, докато цялата проба бъде обработена.

С MinION целият геном не може да бъде картографиран в рамките на ограничения период от време на мозъчна операция. Де Ридър и неговият екип обучиха алгоритъм по такъв начин, че да може да направи диагноза, използвайки оскъдните данни от бързо сканиране. За да обучат и тестват алгоритъма (валидиране), те са използвали профили на метилиране от 100 тумора на централната нервна система, събрани през 2018 г. под наблюдението на изследователи в Хайделберг, Германия.

Алгоритъм, създаден от изследователи в Утрехт хемералопични риби Той даде правилния резултат за 45 от 50 проби от пациенти, които преди това са диагностицирани и оперирани в педиатричния онкологичен център Princess Máxima. За останалите пет Стърджън не предостави диагноза, така че и това не беше погрешна диагноза. По време на процедурата 18 от 25 деца и възрастни успяха да идентифицират правилно подтипа в рамките на деветдесет минути.

За да докажат, че цялата процедура може да бъде завършена в рамките на час и половина, изследователите направиха видео на целия процес. Те също публикуваха a Съкратена версия на това видео. След телефонното обаждане от операционната зала лабораторен техник от лабораторията в Princess Máxima Center върви по коридора към операционната зала на детската болница Wilhelmina на UMC Utrecht. Тя се връща с парчето туморна тъкан в хладилна кутия и двадесет минути по-късно парчето се регистрира и отива в ДНК лабораторията. Петдесет минути след обаждането ДНК се зарежда в MiniION. De Ridder: „Ние предаваме резултатите на патолога, който също разглежда тъканта под микроскоп. Той поставя диагноза въз основа на цялата информация и я предава на хирурга в операционната зала.

De Ridder казва, че Princess Máxima Center и Amsterdam UMC сега използват есетра в специфични операции, където диагнозата може да бъде от решаващо значение. „Междувременно потвърждаваме това допълнително, като използваме данни от множество центрове в Европа.“

Де Ридър се надява, че бързият метод за диагностика ще стане достъпен и за други видове рак. „В случай на мозъчен тумор е важно да получите диагноза незабавно, защото не можете просто да направите биопсия първо. Но дори и за пациенти с лесно достъпни ракови заболявания, чакането седмица или две за окончателна диагноза е много стресиращо.“ Благодарение на този нов метод пациентите знаят къде се намират в рамките на един ден.