חוקרים במכון לסרטן דנה-פרבר פיתחו כלי אבחון פורץ דרך שיכול לשנות את אופן הזיהוי והטופל של לוקמיה חריפה. הכלי, הנקרא מרלין (מתילציה- ו- AI מונחה AI-Sub Sub Subtecy), משתמש בדפוסי מתילציה של DNA ולמידת מכונה כדי לסווג לוקמיה חריפה במהירות ובדיוק. לכלי זה יש פוטנציאל לשפר משמעותית את הטיפול בחולים על ידי מתן החלטות טיפול מהירות ומדויקות יותר.
לוקמיה חריפה היא סרטן דם אגרסיבי הדורש אבחנה מדויקת כדי להנחות את הטיפול. שיטות אבחון נוכחיות, הנשענות על שילוב של בדיקות מולקולריות וציטוגנטיות, אורכות לעתים קרובות ימים ואף שבועות. מרלין, לעומת זאת, יכול לספק תוצאות תוך שעתיים מעת מימי הביופסיה. על ידי מתן תובנות מהירות ומפורטות על תת -סוגים של לוקמיה, מרלין יכולה לאפשר לקלינאים לקבל החלטות טיפול מוקדם יותר ועם מידע מלא יותר.
בסופו של דבר, אנו רואים כי סיווגי לוקמיה חריפים מבוססי מתילציה ישלימו בדיקות אבחון סטנדרטיות לטיפול כדי לספק מידע מקיף ומתוזמן יותר לפתולוגים, קלינאים וחולים. "
ד"ר וולקר הובסטאדט, ביולוג חישובי בדנה-פארבר, חבר המכון המשותף למכון ברוד ומחבר המחקר של המחקר
הממצאים פורסמו ב גנטיקה של טבעו
כדי לפתח את מרלין, צוות המחקר יצר לראשונה מסד נתונים עזר גדול של דפוסי מתילציה של DNA ממעל 2,500 דגימות מטופלים, המייצג מגוון רחב של תת -סוגים של לוקמיה. זה חשף 38 שיעורי מתילציה מובחנים על פני תת -סוגים של מחלות אצל מבוגרים וילדים. מר טיל סטיינקה, מחבר השותף הראשון, אמר כי "הניתוח שלנו מאשר קטגוריות מולקולריות מבוססות רבות בלוקמיה חריפה אך חושף שיעורים חדשים שנראים בצורה הטובה ביותר דרך עדשת האפיגנטיקה.
באמצעות מערך התייחסות זה, הצוות אימן רשת עצבית (MARLIN) כדי לזהות שיעורי מתילציה במח עצם ודגימות דם מחולים עם לוקמיה חריפה. כאשר הם משויכים לטכנולוגיית רצף ננו-ננופור ארוכת שנים, המאפשרת פרופילציה של מתילציה של DNA מדגימות קליניות, הוכיחה מרלין דיוק גבוה לסיווג מחלות הן בדגימות רטרוספקטיביות והן בדגימות פרוספקטיביות. ד"ר סלווטורה בנפאטו, מחבר המחקר, אמר כי "התאמתנו את גישת למידת המכונה שלנו לשימוש בכמויות נתונים קטנות מאוד של נתונים כקלט, שאיפשרו לנו ליצור סיווגים במהירות לאחר מספר דקות של רצף.
בבדיקות בזמן אמת, מרלין סיווג נכונה את דגימות לוקמיה תוך פחות משעתיים מרגע קבלת הביופסיה, שיפור דרמטי ביחס לקווי הזמן של זרימות העבודה האבחוניות הנוכחיות. ד"ר אוואן צ'ן, משתף פעולה, אמר כי "ככל שהעבודה שלנו תמשיך, אנו מקווים שמרלין יאיץ מאוד את תכנון הטיפול, יפחית את הסיבוכים הרפואיים ויקל על הדאגות של המטופלים בעתיד.
החוקרים מצאו כי מרלין יכולה לפתור "כתמים עיוורים" אבחוניים שהוחמצו בשיטות קונבנציונאליות. לדוגמה, הוא זיהה בהצלחה אירועים גנטיים קריפטיים כמו סידור מחדש הכולל את הגן DUX4 הקשורים לתוצאות קליניות חיוביות. בנוסף, מרלין חשפה חתימות חזויות חדשות, כמו קבוצות משנה שהופעלו על ידי HOX, שיכולות ליידע אסטרטגיות טיפול עתידיות.
"אנו מאמינים כי המסגרת שלנו סוללת את הדרך להתפתחויות עתידיות בסיווג אפיגנטיות של לוקמיה חריפה, אבחון בסיוע למידת מכונות, וסמנים ביולוגיים חזויים מבוססי מתילציה לתגובת תרופות", אמר ד"ר גבריאל גריפין, חוקר סרטן, דנה-פרבר, פתולוג, מקושר למכון המכון במכון רחב וחבר שותף.
החוקרים שואפים כעת לפתח את מרלין לכלי שניתן לספק לחולים במרפאה כדי להאיץ את סיווג המחלות, ליידע את בחירת הטיפול בזמן אמת ולייצר משאב לקהילה לחקר הסרטן לחקר תפקידה של מתילציה של DNA בלוקמיה.
