Un análisis de sangre que utiliza inteligencia artificial (IA) para detectar cambios genéticos relacionados con el cáncer y biomarcadores de proteínas podría ayudar a detectar signos tempranos de cáncer de ovario en las mujeres, según un estudio realizado por investigadores del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center en colaboración con varias otras instituciones. en Estados Unidos y Europa.
El estudio, publicado el 30 de septiembre en la revista Descubrimiento del cáncerUna revista de la Asociación Estadounidense para la Investigación del Cáncer utilizó análisis de fragmentos de ADN impulsados por inteligencia artificial y dos biomarcadores de proteínas para identificar a mujeres con cáncer de ovario. Dos biomarcadores proteicos conocidos como antígeno canceroso 125 (CA-125) y proteína 4 del epidídimo humano (HE4) se identificaron previamente como biomarcadores de cáncer de ovario pero, por sí solos, no detectaban de manera confiable el cáncer de ovario. Sin embargo, la combinación de estos biomarcadores con la detección impulsada por IA de patrones de fragmentos de ADN en circulación asociados al cáncer ha mejorado la precisión de la detección y ha ayudado a distinguir los tumores cancerosos de los crecimientos benignos.
“La combinación de inteligencia artificial, un fragmentoma de ADN libre de células y un par de biomarcadores proteicos mejora la detección del cáncer de ovario en un simple análisis de sangre, incluso en pacientes con enfermedad en etapa temprana”, dijo Victor E. Velculescu, MD, Ph.D. , autor principal del estudio, profesor de oncología y codirector del Programa de Genética y Epigenética del Cáncer del Centro Oncológico Kimmel de Johns Hopkins. “Este enfoque basado en IA tiene el potencial de ser un método accesible y rentable para la detección integral del cáncer de ovario”.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), el cáncer de ovario es la quinta causa más común de muerte por cáncer entre las mujeres en los Estados Unidos, con una tasa de supervivencia a cinco años de alrededor del 50%.
“La detección temprana del cáncer de ovario puede salvar vidas, pero a la mayoría de las mujeres se les diagnostica en una fase tardía del curso de la enfermedad, cuando las tasas de supervivencia son mucho más bajas”, explica el coautor principal Jamie Medina, PhD, becario postdoctoral en cáncer Kimmel de Johns Hopkins. el centro “La falta de síntomas específicos o de biomarcadores eficaces en las primeras etapas de la enfermedad ha dificultado los esfuerzos de detección temprana”.
Los investigadores han demostrado anteriormente que el sistema de prueba DELFI (Evaluación de ADN de fragmentos para intercepción temprana) impulsado por IA utiliza un nuevo método para biopsias líquidas, llamado fragmentómica, que mejora la detección de fragmentos de ADN en la sangre y detecta eficazmente el cáncer de pulmón. La tecnología aprovecha el hecho de que el ADN cuidadosamente empaquetado en las células sanas se desorganiza en las células cancerosas. Cuando las células sanas mueren y se descomponen, dejan un conjunto ordenado y predecible de fragmentos de ADN en la sangre. Sin embargo, cuando las células cancerosas mueren y se descomponen, los fragmentos de ADN se vuelven irregulares y desordenados.
El último estudio utilizó muestras de sangre de 94 mujeres con cáncer de ovario, 203 con tumores de ovario benignos y 182 mujeres sin crecimiento de ovario. La población de estudio utilizada para desarrollar el método estuvo formada por mujeres tratadas en hospitales de los Países Bajos y Dinamarca. Los investigadores utilizaron la prueba DELFI-Pro, que combina el análisis de ADN libre de células impulsado por IA con las pruebas CA-125 y HE4, para analizar muestras de detección de cáncer de ovario. DELFI-Pro pudo detectar significativamente más casos de cáncer de ovario que las pruebas de proteína sola, y lo hizo casi sin falsos positivos. De hecho, detectó el 72 %, el 69 %, el 87 % y el 100 % de los casos de cáncer de ovario, respectivamente, en los estadios I-IV; con la misma especificidad, el CA-125 solo detectó el 34 %, 62 %, 63 % y 100. % de cáncer de ovario para estadios I-IV.
Para confirmar los resultados, los investigadores utilizaron la prueba en una segunda muestra de mujeres estadounidenses que incluía 40 pacientes con cáncer de ovario, 50 pacientes con crecimientos ováricos benignos y 22 pacientes sin lesiones ováricas. Incluso en esta pequeña muestra, la prueba logró tasas de éxito similares, detectando el 73% de todos los cánceres y el 81% del carcinoma de ovario seroso de alto grado, la forma más agresiva de la enfermedad, sin casi ningún falso positivo en mujeres sin cáncer. La prueba DELFI-Pro pudo diferenciar eficazmente entre crecimientos benignos y tumores cancerosos, algo que las pruebas de ultrasonido no pueden.
“El cáncer de ovario tiene una firma única de fragmentación del ADN que las lesiones benignas no tienen”, dijo Akshay Annapragada, coprimer autor y doctor en medicina. estudiante de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. Ser capaz de distinguir los crecimientos ováricos benignos de los cancerosos es importante porque el siguiente paso en la detección del cáncer en mujeres con crecimientos ováricos detectados mediante ecografía es la cirugía exploratoria. El uso de pruebas de “biopsia líquida” puede evitar que las mujeres con crecimientos benignos se sometan a cirugías innecesarias.
Velculescu y sus colegas quieren probar la utilidad de la prueba en muestras más grandes de ensayos clínicos aleatorios, pero considera que los resultados actuales son alentadores: “Este estudio proporciona evidencia adicional que demuestra la utilidad de la fragmentación del ADN libre de células y de todo el genoma y la inteligencia artificial para detectar el cáncer. Nuestros resultados muestran que este enfoque combinado tiene un rendimiento superior para la detección en comparación con los biomarcadores existentes”.
Los coautores del estudio incluyen a Sarah Short, Adriana L. Bartolomucci, Dimitrios Mathios, Shashikant Kaul, Naushin Niknafs, Michael Noe, Zakaria H. Foda, Daniel C. Brougham, Carolyn Hruban, Nicholas A. Incluye Volpescu, Renu Venzo Cana, Renu Venzo Cana , Stephen Cristiano, Vilmos Adlef, Lori J. Sokol, Stephen B. Belín, Robert B. Scharf y Jillian Phalen de Johns Hopkins; Pien Loof, Dan van den Broek, Beatriz Carvalho, Gerrit A. del Instituto Holandés del Cáncer. Meijer y Christine AR Lok; Yuehe Zhong, Heather Simeko, Susan M. Domchek y Ronnie Drapkin de la Universidad de Pensilvania; Michael F. Press de la Universidad del Sur de California; Dennis J. de la Universidad de California, Los Ángeles. Slammon y Gottfried E. Kristina Therkildsen del Hospital Hvidovre en Konene, Dinamarca; y Claus Lindbjerg Andersen del Hospital Universitario de Aarhus, Dinamarca, y de la Universidad de Aarhus, Dinamarca.
El trabajo fue apoyado por la Dra. Miriam y Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, Gray Foundation, SU2C In-Time Lung Cancer Interception Dream Team Grant, Cancer-Dutch Cancer Society International Translational Cancer Research Dream Team Grant; DoD Omics Consortium (subvención W81XWH-22-1-0852), la Honorable Fundación Tina Brozman, la Commonwealth Foundation, la Merck Foundation for Cancer Research, la Cole Foundation, la Clanil Foundation, la Canary Foundation, la Mike and Patty Hennessy Foundation, el carl h. Fondo de Investigación Traslacional del Cáncer de Ovario Goldsmith y Monica K. Una subvención de investigación de la Fundación Young, DELFI Diagnostics, Stichting Hanarth Funds, la Fundación Novo Nordisk, la Sociedad Danesa del Cáncer y los Institutos Nacionales de Salud otorgan las subvenciones CA121113, CA006973, CA0062333, CA062924, CA271896, T32GM148383, T32GM136577, F30CA29 4612 y 1.
Medina, Annapragada, Scharf, Fallen y Velculescu son los inventores de una solicitud de patente presentada por la Universidad Johns Hopkins relacionada con el ADN libre de células para la detección del cáncer de ovario. Medina, Annapragada, Mathios, Noë, Foda, Bruhm, Cristiano, Adleff, Scharpf y Phallen son inventores de una solicitud de patente presentada por la Universidad Johns Hopkins relacionada con el ADN libre de células para la detección del cáncer y que tiene licencia para DELFI Diagnostics. Cristiano, Adleff, Scharpf y Phallen son los fundadores de DELFI Diagnostics, y Adleff y Scharpf son consultores de la empresa. Velculescu es uno de los fundadores de DELFI Diagnostics, forma parte de la junta directiva y posee acciones de DELFI Diagnostics, sujeto a ciertas restricciones según la política universitaria. Además, la Universidad Johns Hopkins posee acciones en DELFI Diagnostics. Velculescu transfirió su participación en Personal Genome Diagnostics (PGDx) a LabCorp en febrero de 2022. Velculescu es inventor de una solicitud de patente presentada por la Universidad Johns Hopkins para la detección del cáncer y ADN libre de células para la detección del cáncer que tiene una o más licencias. Empresas que incluyen Delphi Diagnostics, LabCorp, QIgen, Sysmex, Agios, Genzyme, Esoterics, Ventana y Manatee Bio. Velculescu es consultor de Viron Therapeutics y Epitope. Estas relaciones son gestionadas por Johns Hopkins de acuerdo con su política de conflicto de intereses.