Na łamach czasopisma „Cell Host & Microbe” zespół prof. Mirko Trajkovskiego opisał podejście oparte na sztucznej inteligencji, które umożliwia diagnozowanie raka jelita grubego na podstawie składu mikrobioty jelitowej.

Najpierw naukowcy opracowali szczegółowy katalog mikroorganizmów zasiedlających jelita na poziomie podgatunków, czyli bardziej precyzyjnym niż gatunki, ale mniej zmiennym niż pojedyncze szczepy. Następnie wykorzystali algorytmy uczenia maszynowego do ich analizy.

„Zamiast analizować gatunki - co nie oddaje wszystkich istotnych różnic, albo szczepy - które bardzo różnią się między poszczególnymi osobami, skupiliśmy się na poziomie pośrednim, a więc podgatunkach. Pozwala to lepiej zrozumieć, jak konkretne bakterie wpływają na rozwój chorób, a jednocześnie umożliwia porównania między różnymi populacjami ludzi” - wyjaśnił prof. Trajkovski.

W kolejnym etapie badacze połączyli opracowany wcześniej katalog z danymi klinicznymi, dzięki czemu powstało kompletne narzędzie do wykrywania raka jelita grubego. Na podstawie obecności określonych bakterii w próbce kału pozwala ono rozpoznać chorobę z 90-proc. skutecznością.

- Wyniki były imponujące. Nasza metoda wykryła 90 proc. przypadków raka, co jest wynikiem bardzo zbliżonym do 94-proc. wskaźnika wykrywalności osiąganego przy kolonoskopii. To najlepszy wynik spośród wszystkich nieinwazyjnych testów - podkreślił współautor badania Matija Trickovic.

Zdaniem autorów wraz z dodawaniem kolejnych danych klinicznych dokładność modelu może jeszcze wzrosnąć. W ich opinii w przyszłości takie badanie mogłoby być stosowane jako narzędzie przesiewowe, a kolonoskopię wykonywano by tylko u pacjentów z dodatnim wynikiem.

Obecnie naukowcy z Genewy przygotowują badanie kliniczne swojego rozwiązania. Ma ono określić, jakie stadia choroby i zmiany nowotworowe można wykrywać przy jego użyciu.

Badacze zaznaczyli również, że potencjalne zastosowania nowego testu wykraczają poza raka jelita grubego. Analiza mikrobioty na poziomie podgatunków może pomóc w opracowaniu nieinwazyjnych testów diagnostycznych także dla innych schorzeń oraz w lepszym zrozumieniu wpływu bakterii jelitowych na zdrowie człowieka.

Rak jelita grubego jest drugą najczęstszą przyczyną zgonów z powodu chorób nowotworów na świecie. Wczesne wykrycie znacząco zwiększa szanse skutecznego leczenia, jednak podstawowa metoda diagnostyczna - kolonoskopia - jest kosztowna i dla wielu pacjentów niekomfortowa, co opóźnia diagnozę.

Katarzyna Czechowicz (PAP)

kap/ zan/