Un nuevo análisis de sangre con inteligencia artificial detecta el cáncer de hígado

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Una novedosa tecnología de análisis de sangre con inteligencia artificial desarrollada y utilizada por los investigadores del Centro Oncológico Johns Hopkins Kimmel para detectar con éxito el cáncer de pulmón en un estudio de 2021 ha detectado ahora más del 80% de los cánceres de hígado en un nuevo estudio con 724 personas.

El análisis de sangre, denominado DELFI (evaluación de fragmentos de ADN para la interceptación temprana), detecta los cambios de fragmentación del ADN de las células cancerosas que se desprenden en el torrente sanguíneo, conocido como ADN libre de células (cfDNA). En el estudio más reciente, los investigadores utilizaron la tecnología DELFI en muestras de plasma sanguíneo obtenidas de 724 individuos de Estados Unidos, la Unión Europea (UE) y Hong Kong para detectar el cáncer hepatocelular (CHC), un tipo de cáncer de hígado

Se estima que 400 millones de personas en todo el mundo tienen un mayor riesgo de desarrollar CHC debido a la cirrosis por enfermedades hepáticas crónicas, incluyendo la hepatitis viral crónica o la enfermedad del hígado graso no alcohólico, según un análisis mundial de la carga de la enfermedad hepática (J. Hepatology, 2019)

"El aumento de la detección temprana del cáncer de hígado podría salvar vidas, pero las pruebas de detección disponibles actualmente están infrautilizadas y pasan por alto muchos cánceres", dice Victor Velculescu, MD, PhD, profesor de oncología y codirector del Programa de Genética y Epigenética del Cáncer en el Centro de Cáncer Johns Hopkins Kimmel, que codirigió el estudio con Zachariah Foda, MD, PhD, becario de gastroenterología, Akshaya Annapragada, estudiante de MD/PhD, y Amy Kim, MD, profesora adjunta de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

De las 724 muestras de plasma estudiadas, 501 se recogieron en EE.UU. y la UE e incluyeron muestras de 75 personas con CHC para entrenar y validar el modelo de aprendizaje automático, un tipo de inteligencia artificial que utiliza datos y algoritmos para mejorar la precisión, explica Foda. Para la validación, se analizaron otras 223 muestras de plasma de individuos de Hong Kong y se incluyeron muestras de 90 personas con CHC, 66 con el virus de la hepatitis B (VHB), 35 con cirrosis hepática relacionada con el VHB y 32 personas sin factores de riesgo subyacentes

La tecnología DELFI utiliza un análisis de sangre para medir el modo en que el ADN se empaqueta dentro del núcleo de una célula, estudiando el tamaño y la cantidad de ADN libre de células presente en la circulación procedente de diferentes regiones del genoma. Las células sanas empaquetan el ADN como una maleta bien organizada, en la que las diferentes regiones del genoma se colocan cuidadosamente en varios compartimentos. Los núcleos de las células cancerosas, por el contrario, son como maletas más desorganizadas, con elementos de todo el genoma arrojados al azar. Cuando las células cancerosas mueren, liberan fragmentos de ADN de forma caótica en el torrente sanguíneo

DELFI identifica la presencia de cáncer examinando millones de fragmentos de cfDNA en busca de patrones anormales, incluyendo el tamaño y la cantidad de ADN en diferentes regiones genómicas. El método DELFI sólo requiere una secuenciación de baja cobertura, lo que permite que esta tecnología sea rentable en un entorno de cribado, afirman los investigadores

En el último estudio, los investigadores realizaron la prueba -que ya había demostrado que clasificaba con precisión el cáncer de pulmón- sobre fragmentos de cfDNA aislados de las muestras de plasma. Analizaron los patrones de fragmentación de cada muestra para desarrollar una puntuación DELFI.

Las puntuaciones eran bajas para los individuos libres de cáncer con hepatitis viral o cirrosis (la mediana de la puntuación DELFI era de 0,078 y 0,080, respectivamente), pero, de media, eran de cinco a diez veces más altas para los 75 pacientes con CHC en las muestras de EE.UU. y la UE, con puntuaciones altas observadas en todos los estadios del cáncer, incluida la enfermedad en fase inicial (puntuaciones DELFI para el estadio 0 = 0,46, el estadio A = 0,61, el estadio B = 0,83 y el estadio C = 0,92). Además, la prueba detectó cambios de fragmentación en el contenido y el empaquetamiento de los genomas del cáncer de hígado, incluso de las regiones del genoma asociadas con la actividad específica del hígado.

La tecnología DELFI detectó los cánceres de hígado en sus estadios más tempranos, con una sensibilidad general -o capacidad para detectar con precisión un cáncer- del 88 por ciento y una especificidad del 98 por ciento, lo que significa que casi nunca proporcionó incorrectamente un resultado falso positivo, entre personas con un riesgo medio. En las muestras recogidas de personas con alto riesgo de padecer CHC, la prueba tuvo una sensibilidad del 85% y una especificidad del 80%

"En la actualidad, menos del 20 por ciento de la población de alto riesgo se somete a un cribado de cáncer de hígado debido a la accesibilidad y al rendimiento subóptimo de la prueba. Este nuevo análisis de sangre puede duplicar el número de casos de cáncer de hígado detectados, en comparación con el análisis de sangre estándar disponible, y aumentar la detección temprana del cáncer", afirma Kim, coautor del estudio

Además de Velculescu, Foda, Annapragada y Kim, otros investigadores fueron Kavya Boyapati, Daniel Bruhm, Nicholas Vulpescu, Jamie Medina, Dimitrios Mathios, Stephen Cristiano, Noushin Niknafs, Harry Luu, Michael Goggins, Robert Anders, Jing Sun, Shruti Meta, David Thomas, Gregory Kirk, Vilmos Adleff, Jillian Phallen y Robert Scharpf