Η ΑΙ υπόσχεται το τέλος της κολονοσκόπησης

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Γενεύης (UNIGE) δημιούργησαν τον πρώτο αναλυτικό κατάλογο των βακτηρίων του εντέρου σε επίπεδο υποειδών, ανοίγοντας νέους δρόμους ανίχνευσης του καρκίνου του παχέος εντέρου. Οι ερευνητές χρησιμοποιώντας τη μηχανική μάθηση για την ανάλυση δειγμάτων κοπράνων επέτυχαν ποσοστά ανίχνευσης του καρκίνου της τάξεως του 90% – σχεδόν αντίστοιχα με εκείνα της κολονοσκόπησης αλλά με πολύ μικρότερο κόστος και πολύ λιγότερη ταλαιπωρία. Το επίτευγμα που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Host & Microbe» εκτιμάται ότι μπορεί να φέρει επανάσταση στην πρώιμη ανίχνευση του καρκίνου του εντέρου σώζοντας ζωές.

Δεύτερη αιτία θανάτου από καρκίνο παγκοσμίως

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου και του ορθού αποτελεί τη δεύτερη αιτία θανάτου από καρκίνο παγκοσμίως. Αν εντοπιστεί εγκαίρως μπορεί να θεραπευθεί επιτυχώς, ωστόσο το κόστος αλλά και η ταλαιπωρία με τα οποία συνδέεται η κύρια μέθοδος διάγνωσής του, η κολονοσκόπηση, συχνά οδηγούν σε καθυστερημένη ανίχνευσή του.

«Χαρτογράφηση» σε επίπεδο υπο-ομάδων

Τώρα οι ερευνητές του UNIGE κατέγραψαν για πρώτη φορά όλα τα βακτήρια του ανθρώπινου εντέρου με τέτοια λεπτομέρεια ώστε να καθίσταται δυνατό να κατανοηθεί η σημασία των διαφορετικών υπο-ομάδων τους για την υγεία του εντέρου. Αυτή η αναλυτική «χαρτογράφηση» των βακτηρίων χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια για την ανίχνευση της πιθανής ύπαρξης καρκίνου του παχέος εντέρου με βάση τα βακτήρια που περιέχονταν σε δείγματα κοπράνων – η εξέταση κοπράνων αποτελεί μια χαμηλού κόστους και διόλου επεμβατική διαδικασία.

Πλήθος πιθανών εφαρμογών

Οι πιθανές εφαρμογές της νέας μεθόδου είναι πολλές – από τη διάγνωση και άλλων μορφών καρκίνου ως την καλύτερη κατανόηση της σύνδεσης μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και της συνολικής υγείας του οργανισμού.

Σε αναζήτηση λιγότερο επεμβατικών διαγνωστικών εργαλείων

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου συνήθως διαγιγνώσκεται σε προχωρημένο στάδιο όταν οι θεραπευτικές επιλογές είναι περιορισμένες. Ετσι αναζητώνται απλούστερα, λιγότερο παρεμβατικά διαγνωστικά εργαλεία της νόσου, ιδίως τα τελευταία χρόνια κατά τα οποία παρατηρείται μια ανεξήγητη ακόμη έκρηξη των περιπτώσεων καρκίνου του εντέρου σε νέους ανθρώπους.

Ο γρίφος του μικροβιώματος του εντέρου

Παρότι ήταν γνωστό επί μακρόν ότι το εντερικό μικροβίωμα παίζει ρόλο στην ανάπτυξη του καρκίνου του εντέρου, η μετάφραση αυτών των ευρημάτων στην κλινική πράξη είχε αποδειχθεί άκρως δύσκολη ως σήμερα. Και αυτό διότι διαφορετικά στελέχη των ίδιων ειδών βακτηρίων μπορούν να έχουν αντίθετη επίδραση – κάποια εξ αυτών μπορεί να προάγουν την εμφάνιση της νόσου ενώ άλλα όχι.

«Ζουμ» σε ένα ενδιάμεσο επίπεδο

«Αντί να βασιζόμαστε στην ανάλυση των διαφορετικών ειδών βακτηρίων που συνθέτουν το μικροβίωμα του εντέρου ή των διαφορετικών βακτηριακών στελεχών που εμφανίζουν μεγάλες διαφορές μεταξύ διαφορετικών ατόμων, εμείς αποφασίσαμε να επικεντρωθούμε σε ένα ενδιάμεσο επίπεδο του μικροβιώματος, τα υποείδη των βακτηρίων» ανέφερε ο Μίρκο Τραϊκόσφσκι, καθηγητής στο Τμήμα Φυσιολογίας του Κυττάρου και Μεταβολισμού καθώς και στο Κέντρο για τον Διαβήτη της Ιατρικής Σχολής του UNIGE που ηγήθηκε της μελέτης και εξήγησε ότι «η ανάλυση των υποειδών μπορεί να συλλάβει τις διαφορές σχετικά με το πώς τα βακτήρια λειτουργούν και συμβάλλουν στην εμφάνιση νόσων συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου».

Με τη χείρα βοηθείας της μηχανικής μάθησης

Το πρώτο βήμα για τους ερευνητές ήταν να αναλύσουν τεράστιο όγκο δεδομένων. «Ως ειδικός στη βιοπληροφορική, η μεγαλύτερη πρόκληση για εμένα ήταν να αναπτύξω μια καινοτόμο προσέγγιση για ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων» σημείωσε ο Ματίγια Τρίκοβιτς, υποψήφιος διδάκτορας στο εργαστήριο του καθηγητή Τραϊκόφσκι, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και προσέθεσε: «Αναπτύξαμε επιτυχώς τον πρώτο αναλυτικό κατάλογο των υποειδών των μικροβίων στο ανθρώπινο έντερο μαζί με μια ακριβή και αποτελεσματική μέθοδο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την έρευνά του του μικροβιώματος στο εργαστήριο όσο και στην κλινική πράξη».

Ποσοστό ανίχνευσης 90%

Συνδυάζοντας αυτόν τον αναλυτικό κατάλογο με υπάρχοντα κλινικά δεδομένα οι επιστήμονες ανέπτυξαν ένα μοντέλο το οποίο μπορεί να προβλέψει την ύπαρξη καρκίνου του παχέος εντέρου με βάση αποκλειστικά τα βακτήρια που υπάρχουν σε δείγματα κοπράνων. «Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά» τόνισε ο Ματίγια Τρίκοβιτς. «Η μέθοδός μας ανίχνευσε το 90% των περιπτώσεων καρκίνου, ποσοστό πολύ κοντά στο 94% που επιτυγχάνει η κολονοσκόπηση και πολύ ανώτερο από όλες τις άλλες μη επεμβατικές μεθόδους ανίχνευσης του καρκίνου του εντέρου».

Διαγνωστική μέθοδος ρουτίνας στο μέλλον

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ενσωμάτωση ακόμη περισσότερων κλινικών δεδομένων στο μοντέλο θα το καταστήσει ακόμη πιο ακριβές, με ποσοστά αποτελεσματικότητας αντίστοιχα με εκείνα της κολονοσκόπησης. Ένα τέτοιο φθηνό και μη επεμβατικό εργαλείο θα μπορούσε να μετατραπεί σε διαγνωστική μέθοδο ρουτίνας και να καταστήσει ευκολότερη την πρώιμη ανίχνευση του καρκίνου του παχέος εντέρου (στη συνέχεια θα μπορεί να ακολουθεί κολονοσκόπηση για επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων αλλά μόνο σε μια πολύ μικρότερη ομάδα ασθενών σε σύγκριση με σήμερα).

Αναμένεται να ξεκινήσει κλινική δοκιμή σε ανθρώπους

Ετοιμάζεται ήδη αυτή τη στιγμή μια πρώτη κλινική δοκιμή της μεθόδου σε ανθρώπους σε συνεργασία με τα Πανεπιστημιακά Νοσοκομεία της Γενεύης (HUG) προκειμένου να προσδιοριστούν καλύτερα τα στάδια του καρκίνου που μπορούν να ανιχνευθούν αλλά και άλλες βλάβες που μπορεί να υφίσταται το έντερο. Πάντως, κατά τους ερευνητές, οι πιθανές εφαρμογές της νέας προσέγγισης δεν περιορίζονται στον καρκίνο του παχέος εντέρου αλλά μπορούν να δείξουν πολλά συνολικά για την υγεία του ανθρώπινου οργανισμού. «Η ίδια μέθοδος θα μπορεί σύντομα να εφαρμοστεί για την ανάπτυξη μη επεμβατικών διαγνωστικών εργαλείων για ένα μεγάλο εύρος νόσων, μέσω μόνο της ανάλυσης του εντερικού μικροβιώματος» κατέληξε ο καθηγητής Τραϊκόφσκι.

Πηγή: Το Βήμα