L'AI prevede le origini tumorali meglio dei medici

Alcuni tipi di cancro non vengono rilevati fino a quando non si espandono dalla loro zona originaria verso organi distanti. Recentemente, gli scienziati hanno sviluppato uno strumento di intelligenza artificiale (AI) che supera di gran lunga i patologi clinici nell'identificazione dell'origine delle cellule tumorali metastatiche che circolano nell'organismo. Il modello potrebbe aiutare i medici a migliorare la diagnosi e il trattamento del cancro in fase avanzata e ad allungare la vita delle persone.
"Si tratta di un risultato piuttosto significativo: può essere usato come strumento di assistenza", afferma Faisal Mahmood, che si occupa delle applicazioni dell'intelligenza artificiale nell'assistenza sanitaria presso la Harvard Medical School di Boston, Massachusetts.

Origini misteriose
Per trattare i tumori metastatici, i medici devono conoscerne l'origine. Il 5% di tutti i tumori ha un'origine sconosciuta o non identificabile e la prognosi per le persone il cui tumore primario rimane ignoto è infausta.
Per diagnosticare i tumori metastatici insidiosi, i medici utilizzano un metodo basato sulle cellule tumorali presenti nei fluidi estratti dal corpo. Le immagini delle cellule vengono esaminate per capire a quale tipo di cellula tumorale assomiglino. Per esempio, le cellule del cancro al seno che migrano verso i polmoni hanno ancora l'aspetto di cellule del cancro al seno.
Ogni anno, delle 300.000 persone affette da cancro che vengono trattate presso l'ospedale affiliato all'Università Medica di Tianjin (TMU) in Cina, circa 4.000 ottengono una diagnosi grazie a tali immagini, ma circa 300 persone rimangono senza diagnosi, afferma Tian Fei, chirurgo del cancro colorettale presso la TMU.
Tian Fei, Li Xiangchun, ricercatore bioinformatico che studia deep learning alla TMU, e i loro colleghi hanno cercato di sviluppare un algoritmo di deep learning per analizzare queste immagini e prevedere l'origine dei tumori. I loro risultati sono stati pubblicati su Nature Medicine il 16 aprile.

Il modello AI addestrato sulle cellule tumorali

I ricercatori hanno addestrato il loro modello di intelligenza artificiale su circa 30.000 immagini di cellule trovate nel liquido addominale o polmonare di 21.000 persone di cui era nota l'origine del tumore. Il modello è stato poi testato su 27.000 immagini ed ha registrato un 83% di possibilità di prevedere con precisione l'origine del tumore. Inoltre, c'era il 99% di possibilità che l'origine del tumore fosse inclusa nelle prime tre previsioni del modello. Avere un elenco delle prime tre previsioni è utile perché aiuta i medici a ridurre il numero di esami supplementari, spesso invasivi, necessari per identificare le origini di un tumore, dice Mahmood. Le previsioni, inoltre, sono state limitate a 12 fonti comuni di cancro, tra cui polmoni, ovaie, seno e stomaco. 
Testato su circa 500 immagini, il modello si è rivelato migliore dei medi nel prevedere l'origine di un tumore. Il miglioramento è stato statisticamente significativo. Il modello è stato anche associato a una maggiore sopravvivenza e longevità:  secondo un'analisi retrospettiva, i pazienti che sono stati trattati in base alle previsioni del modello vivevano più a lungo rispetto ai pazienti per i quali la previsione non corrispondeva. Gli studiosi suggeriscono infine che combinare dati riguardanti cellule, tessuti e genomica potrebbe migliorare ulteriormente i risultati per i pazienti con tumori metastatici di origine sconosciuta.

L'articolo di Nature