Uma equipa de investigadores criou uma ferramenta baseada em Inteligência artificial (IA) para determinar os genes expressos em tumores cancerígenos. A nova ferramenta permite de forma rápida e barata é tornar o tratamento personalizado do cancro acessível a mais pacientes.
A nova ferramenta, Path2Space, foi descrita na revista Cell como resultado de um trabalho liderado por investigadores da Cedars-Sinai Health Sciences University, nos EUA. A ferramenta prevê a expressão génica em toda a área do tumor com base em imagens digitais de lâminas de biópsia, que contêm fatias finas de tecido tumoral que podem ser examinadas ao microscópio.
Os investigadores descrevem que os tumores não apresentam a mesma composição e expressão génica em toda a extensão. Assim, o Path2Space prevê o que é conhecido como expressão génica “espacial”, estimando-a em diversos pontos dentro do tumor. Com a ferramenta o processo leva apenas alguns minutos e custa significativamente menos do que o perfilamento convencional de expressão génica espacial, que normalmente leva várias semanas e custa milhares de euros.
“Esta ferramenta traz duas contribuições importantes”, disse, citado pela Cedars-Sinai Health Sciences University, Eytan Ruppin, vice-diretor do Instituto de Investigação Translacional do Cedars-Sinai e autor sénior do estudo.
O investigador acrescentou que a ferramenta “permitirá, e a outros investigadores, estudar conjuntos maiores de dados e compreender a estrutura espacial dos tumores. Mas o que realmente me motiva é que, se conseguirmos validar a ferramenta com sucesso em ensaios clínicos, ela poderá melhorar o tratamento do cancro para os pacientes.”
Os investigadores “treinaram” o Path2Space utilizando dados de um grande grupo de pacientes com cancro da mama, onde as lâminas de biópsia e o sequenciamento espacial estavam disponíveis. Em seguida, testaram a ferramenta em três conjuntos de dados adicionais de pacientes para validar o desempenho.
“Para cada amostra, analisamos a expressão génica real, medida, e comparamo-la com a previsão da nossa ferramenta”, disse Eldad Shulman, coautor principal do estudo e investigador do Instituto Nacional do Cancro. “Para cada amostra, previmos a expressão espacial de quase 5.000 genes, e as previsões corresponderam bem à expressão medida em todos os três grupos de pacientes.”
O Path2Space também foi projetado para ajudar os cientistas a descobrir novos biomarcadores que possam orientar as decisões de tratamento e identificar pacientes com maior risco de resultados desfavoráveis.
“A ferramenta analisa características dentro do tumor, como se um gene é expresso em algumas áreas do tumor e não em outras”, disse a investigadora Emma Campagnolo, coautora principal do estudo. “Descobrimos padrões espaciais específicos de atividade génica em tumores que preveem como os pacientes respondem ao tratamento.”
Para Eldad Shulman, identificar biomarcadores espaciais é um desafio, pois o alto custo do mapeamento espacial por métodos tradicionais significa que muito poucos desses dados estão disponíveis, e referiu: “Antes de desenvolvermos o Path2Space, a maior coorte que conseguíamos encontrar para estudar a organização espacial do ambiente tumoral era de cerca de 30 pacientes”, mas agora “com a ferramenta, podemos estudar lâminas de milhares de pacientes.”
A ferramenta Path2Space poderá vir a ser aplicada a outros tipos de cancro, após validações. Atualmente estão a ser feitos testes para vir a ser aplicado ao cancro da cabeça e pescoço. A equipa de investigadores também está a trabalhar para tornar a ferramenta mais precisa, dado que atualmente, a ferramenta analisa grupos de 10 a 20 células em conjunto, e o objetivo é poder vir a avaliar células individuais.
