Ferramenta de IA ‘lê’ tumores cerebrais durante cirurgia para ajudar a orientar decisões

Cientistas desenvolveram uma ferramenta de inteligência artificial (IA) capaz de decifrar o código genético de um tumor cerebral em tempo real, durante a cirurgia – um avanço que, segundo eles, poderia acelerar o diagnóstico e personalizar o tratamento dos pacientes.

Os pesquisadores treinaram a ferramenta de IA para reconhecer as diferentes características genéticas dos gliomas, um grupo de tumores que constituem a forma mais comum de câncer cerebral entre os adultos.

Nem todos os gliomas são iguais, no entanto. A maioria das pessoas é diagnosticada com um dos três subtipos, cada um com diferentes características genéticas e, criticamente, diferentes graus de agressividade e opções de tratamento.

No momento, médicos chamados patologistas podem analisar gliomas para esses marcadores genéticos, no que é conhecido como diagnóstico molecular. Mas o processo leva de dias a semanas, disse o Dr. Kun-Hsing Yu, pesquisador sênior do novo estudo.

Por outro lado, a ferramenta de IA que sua equipe está desenvolvendo pode permitir o diagnóstico molecular em 10 a 15 minutos. Isso significa que poderia ser feito durante a cirurgia, de acordo com Yu, professor assistente de informática biomédica na Harvard Medical School, em Boston.

A tecnologia, chamada CHARM, também aparece no topo da escala de precisão. Quando a equipe de Yu o testou com amostras de glioma que nunca havia “visto” antes, a ferramenta de IA teve 93% de precisão na distinção dos três subtipos moleculares diferentes.

Ser capaz de fazer essas distinções na sala de cirurgia é fundamental, disseram Yu e outros especialistas, porque pode mudar a forma como o paciente é tratado.

Alguns gliomas são menos agressivos e os cirurgiões podem ser mais conservadores na remoção do tecido cerebral – o que pode minimizar os efeitos colaterais.

Outros gliomas, como o glioblastoma, são altamente agressivos. Assim, os cirurgiões tentarão remover o máximo possível do câncer e, às vezes, implantar “bolachas” de drogas quimioterápicas liberadas lentamente diretamente no cérebro.

“Esta tecnologia inovadora tem o potencial de orientar as decisões cirúrgicas, fornecendo diagnóstico molecular em tempo real durante cirurgias de tumores cerebrais”, disse Atique Ahmed, professor associado de cirurgia neurológica na Northwestern University Feinberg School of Medicine, em Chicago.

Ahmed, que não participou do estudo, chamou a precisão de 93% da ferramenta de “impressionante”, mas observou que ela pode ser melhorada.

“É importante lembrar que a imprecisão de 7% não é apenas um número”, disse ele. “Ele representa pacientes com doenças muito agressivas que poderiam se beneficiar muito com diagnósticos mais precisos”.

Yu concordou que o desempenho pode ser mais refinado e o CHARM ainda não está pronto para o horário nobre. Tem que ser testado em ambientes do mundo real, disse ele, e liberado pela Food and Drug Administration dos EUA.

Os pesquisadores estão trabalhando com vários hospitais em diferentes áreas do mundo para testar o CHARM no mundo real.

O interesse em usar IA em diagnósticos médicos explodiu nos últimos anos. A esperança é que os algoritmos de IA ajudem os especialistas na análise de imagens – de mamografias ou tomografias computadorizadas, por exemplo – para obter um veredicto mais rápido e preciso.

Ninguém quer substituir os médicos, enfatizou Yu. “Queremos usar a IA como uma ferramenta.”

CHARM é um acrônimo muito mais memorável para Cryosection Histopathology Assessment and Review Machine. A equipe de Yu desenvolveu a ferramenta usando mais de 2.300 amostras congeladas de tumor de 1.524 pacientes tratados de glioma em vários hospitais dos Estados Unidos.

O trabalho, descrito online em 7 de julho na revista Med, não é o único esforço para melhorar o diagnóstico de glioma usando IA.

Outras ferramentas estão em estudo, incluindo uma chamada DeepGlioma. O Dr. Daniel Orringer, neurocirurgião do Perlmutter Cancer Center da NYU Langone, na cidade de Nova York, é um dos pesquisadores desse projeto.

Ele disse que, no momento, o diagnóstico molecular de glioma não é apenas demorado e caro, mas também não está disponível em todos os hospitais onde os pacientes são tratados. A IA tem o potencial de “democratizar os testes moleculares”, disse Orringer.

O CHARM, disse ele, é “particularmente atraente” a esse respeito, porque pode ser usado em qualquer hospital que tenha a capacidade de digitalizar lâminas de histologia (imagens microscópicas de amostras de tumor de pacientes).

Yu fez uma observação semelhante. As outras ferramentas de IA em desenvolvimento para glioma requerem um tipo especial de microscópio que não está disponível em todos os hospitais – mesmo em países ricos, muito menos no mundo em desenvolvimento, disse ele.

E embora o estudo atual se concentre no glioma, Yu disse que o CHARM também pode ser treinado para ajudar no diagnóstico de outros tipos de tumores cerebrais.

Ahmed chamou esse potencial de “versatilidade” de promissor.

“O desenvolvimento do CHARM representa um salto significativo na busca por um diagnóstico molecular preciso e rápido durante cirurgias de tumores cerebrais”, disse ele.

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