La inteligencia artificial pronto será capaz de detectar el cáncer
Un nuevo estudio asegura que los médicos podrán, más pronto que tarde, utilizar la inteligencia artificial para detectar y diagnosticar el cáncer en los pacientes, lo que permitirá aplicar tratamientos en las fases iniciales del tumor.
Por la Oxford University Press USA
En un futuro muy próximo la IA podrá ayudar a los oncólogos a diagnosticar el cáncer. Imagen conceptual generada con DALL-E
Un nuevo artículo publicado en la revista Biology Methods & Protocols, nos adelanta que pronto será posible que los médicos utilicen la inteligencia artificial (IA) para detectar y diagnosticar el cáncer en los pacientes, lo que permitiría un tratamiento más precoz de la enfermedad y unas mayores posibilidades de remisión.
El cáncer sigue siendo una de las enfermedades humanas más desafiantes, con más de 19 millones de casos y 10 millones de muertes al año en el mundo. La naturaleza evolutiva del cáncer dificulta el tratamiento de los tumores en fase avanzada.
La información genética se codifica en el ADN mediante patrones de las cuatro bases o letras genéticas —denominadas A (adenina), T (timina), G (guanina) y C (citosina)— que componen su estructura. Los cambios ambientales fuera de la célula pueden hacer que algunas bases del ADN se modifiquen añadiendo un grupo metilo (CH3). Este proceso se denomina metilación del ADN. Cada célula individual posee millones de estas marcas de metilación del ADN. Estas modifican la estructura química del ADN sin alterar su secuencia de bases, y juega roles fundamentales en la regulación génica y en la estabilidad del genoma.
Por ejemplo, la metilación del ADN generalmente silencia la expresión génica, al interferir con la unión de proteínas reguladoras a regiones específicas del genoma. Esto puede bloquear la transcripción del ADN en ARN mensajero (ARNm), reduciendo así la producción de ciertas proteínas.
La IA puede ayudar a los oncólogos a encontrar “agujas en un pajar”
Los investigadores han observado cambios en estas marcas en las fases iniciales del cáncer, lo que podría ayudar al diagnóstico precoz de esta enfermedad. Es posible examinar qué bases del ADN están metiladas en los tumores malignos y en qué medida, en comparación con el tejido sano. Identificar las firmas específicas de metilación del ADN indicativas de distintos tipos de cáncer es como buscar una aguja en un pajar. Es aquí donde los investigadores de este estudio creen que la IA puede ayudar.
Investigadores de la Universidad de Cambridge y el Imperial College de Londres, en el Reino Unido, entrenaron un modelo de inteligencia artificial mediante una combinación de aprendizajes automático y profundo, para observar los patrones de metilación del ADN e identificar trece tipos de cáncer diferentes, como los de de mama, hígado, pulmón y próstata, a partir de tejido no canceroso con una precisión del 98,2 %.
La IA ayudará a un mejor y más rápido diagnóstico de cánceres como el de mama, próstata y pulmón. Imagen generada con DALL-E
Este modelo se basa en muestras de tejido (no fragmentos de ADN en sangre), y necesita un mayor entrenamiento y más pruebas adicionales en una colección más diversa de muestras de biopsia para estar listo para su uso clínico. Los investigadores creen que un aspecto importante de este estudio fue el uso de un modelo básico de IA explicable e interpretable, que permitió comprender el razonamiento que subyace a sus predicciones. Los científicos exploraron el funcionamiento interno de su modelo y demostraron que este refuerza y mejora la comprensión de los procesos subyacentes que contribuyen al cáncer.
La identificación de estos patrones de metilación inusuales —potencialmente a partir de biopsias— permitiría a los médicos detectar el cáncer en sus fases iniciales. Esto podría mejorar drásticamente el pronóstico de los pacientes oncológicod, ya que la mayoría de los cánceres son tratables o curables si se detectan a tiempo.
"Los métodos computacionales como este modelo, mediante un mejor entrenamiento con datos más variados y pruebas rigurosas en la clínica, proporcionarán con el tiempo modelos de IA que podrán ayudar a los médicos en la detección precoz y el cribado del cáncer — afirma Shamith Samarajiwa, autor principal del artículo. Y concluye—: Esto proporcionará mejores resultados a los pacientes". ◼️
CÓMO LA IA ESTÁ AYUDANDO A LUCHAR CONTRA EL CÁNCER
Los avances en la inteligencia artificial (IA) están transformando la lucha contra el cáncer en varias áreas clave, y ofrecen nuevas esperanzas y métodos para llevar a cabo diagnósticos más precisos, tratamientos personalizados y mejor seguimiento de los pacientes. Estas son algunas de las prometedoras aplicaciones de la IA.
▪️Diagnóstico precoz y detección. La IA puede analizar grandes cantidades de datos médicos, como imágenes de resonancias magnéticas, tomografías computarizadas y resultados de biopsias, mucho más rápidamente y con mayor precisión que los métodos tradicionales. Algoritmos de aprendizaje profundo, como los que analizan imágenes de mamografías, pueden identificar signos sutiles de cáncer que podrían pasarse por alto a simple vista.
▪️Oncología personalizada. La inteligencia artificial está siendo utilizada para personalizar el tratamiento oncológico. Por ejemplo, al analizar el genoma de un tumor, la IA es capaz de ayudar a predecir qué tratamientos serán más efectivos para un paciente específico, basándose en la mutación genética del cáncer.
▪️Desarrollo de fármacos. Los sistemas de IA están acelerando el descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos, al predecir cómo las diferentes moléculas pueden interactuar con objetivos específicos en el cuerpo. Esto no solo reduce el tiempo y coste del desarrollo de medicamentos, sino que también mejora las posibilidades de encontrar tratamientos efectivos contra tipos de cáncer difíciles de tratar.
▪️Monitoreo y seguimiento del paciente. Los algoritmos de IA están siendo integrados en dispositivos portátiles y aplicaciones para monitorizar el estado de salud de los pacientes en tiempo real. Esto permite una detección temprana de complicaciones o recaídas, lo que mejora las intervenciones y los ajustes oportunos en el tratamiento.
▪️Robotics y cirugía asistida por IA. En la cirugía oncológica, robots guiados por IA están permitiendo realizar procedimientos quirúrgicos con una precisión y control que superan las capacidades humanas. Esto se traduce en cirugías menos invasivas, recuperaciones más rápidas y menos complicaciones postoperatorias.
▪️Educación y recursos para pacientes. Las plataformas de IA también están proporcionando recursos educativos personalizados para pacientes y sus familias, ayudando a entender sus condiciones, tratamientos disponibles y gestionar mejor su cuidado.
Información facilitada por la Oxford University Press USA -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Izzy Newsham, Marcin Sendera, Sri Ganesh Jammula, Shamith A. Samarajiwa. Early detection and diagnosis of cancer with interpretable machine learning to uncover cancer-specific DNA methylation patterns. Biology Methods and Protocols (2024). DOI: https://doi.org/10.1093/biomethods/bpae028
