Cancro del colon-Immagine Credit Public Domain-
L’immenso progresso nel campo delle opzioni terapeutiche negli ultimi anni ha notevolmente migliorato le possibilità di cura per i pazienti con cancro del colon. Tuttavia, questi nuovi approcci, come le immunoterapie, richiedono una diagnosi precisa in modo che possano essere specificamente adattati all’individuo.
I ricercatori del Center for Protein Diagnostics PRODI dell’Università della Ruhr di Bochum, in Germania, stanno utilizzando l’intelligenza artificiale in combinazione con l’imaging a infrarossi per adattare in modo ottimale la terapia del cancro del colon ai singoli pazienti. Il metodo label-free e automatizzabile può integrare le analisi patologiche esistenti. Il team guidato dal Professor Klaus Gerwert ha riportato le proprie scoperte sull’European Journal of Cancer nel gennaio 2023.
Approfondimenti sul tessuto umano entro un’ora
Il team PRODI ha sviluppato negli ultimi anni un nuovo metodo di imaging digitale: il cosiddetto imaging a infrarossi (IR) senza etichetta misura la composizione genomica e proteomica del tessuto esaminato, ovvero fornisce informazioni molecolari basate sugli spettri infrarossi. Queste informazioni vengono decodificate con l’aiuto dell’intelligenza artificiale e visualizzate come immagini a falsi colori. Per fare ciò, i ricercatori utilizzano metodi di analisi delle immagini dal campo del deep learning.
In collaborazione con i partner clinici, il team PRODI è stato in grado di dimostrare che l’uso di reti neurali profonde rende possibile determinare in modo affidabile lo stato dei microsatelliti, un parametro prognosticamente e terapeuticamente rilevante, nel cancro del colon. In questo processo, il campione di tessuto passa attraverso un processo automatizzato standardizzato, indipendente dall’utente e consente una classificazione differenziale risolta spazialmente del tumore entro un’ora.
Indicazione dell’efficacia delle terapie
Nella diagnostica classica, lo stato dei microsatelliti è determinato mediante immunocolorazione complessa di varie proteine o mediante analisi del DNA. “Dal 15% al 20% dei malati di cancro al colon mostra instabilità dei microsatelliti nel tessuto tumorale”, afferma il Professor Andrea Tannapfel, capo dell’Istituto di patologia dell’Università della Ruhr. “Questa instabilità è un biomarcatore positivo che indica che l’immunoterapia sarà efficace”.
Con le opzioni terapeutiche in continuo miglioramento, anche la determinazione rapida e semplice di tali biomarcatori sta diventando sempre più importante. Sulla base di dati microscopici IR, le reti neuronali sono state modificate, ottimizzate e addestrate presso PRODI per stabilire una diagnostica senza etichetta. A differenza dell’immunocolorazione, questo approccio non richiede coloranti ed è significativamente più veloce dell’analisi del DNA.
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“Siamo stati in grado di dimostrare che l’accuratezza dell’imaging IR per determinare lo stato dei microsatelliti si avvicina al metodo più comune utilizzato in clinica, l’immunocolorazione“, afferma Ph.D. la studentessa Stephanie Schörner. “Grazie al costante sviluppo e all’ottimizzazione del metodo, prevediamo un ulteriore aumento della precisione“, aggiunge il Dr. Frederik Großerüschkamp.
Fonte: European Journal of Cancer
