Exame de sangue com IA pode revelar doença oculta no fígado

Cientistas do Johns Hopkins Kimmel Cancer Center desenvolveram um teste sanguíneo que identifica fibrose e cirrose hepática antes do surgimento de sintomas. A tecnologia analisa fragmentos de DNA circulante no sangue com auxílio de inteligência artificial.

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O método examina padrões genômicos de fragmentos de DNA livre de células (cfDNA) presentes na corrente sanguínea. A análise avalia regiões repetitivas de DNA ao longo do genoma para identificar sinais de doenças hepáticas e outros problemas crônicos de saúde. A técnica representa a primeira aplicação em larga escala da tecnologia de fragmentoma para detectar doenças crônicas não relacionadas ao câncer.

A abordagem difere das biópsias líquidas convencionais. O teste não busca mutações individuais associadas ao câncer. Os cientistas estudam o fragmentoma, que reflete como os fragmentos de DNA são quebrados, empacotados e distribuídos pelo genoma.

Origem da pesquisa

O projeto teve origem após um estudo publicado em 2023 na revista Cancer Discovery que examinou fragmentomas em câncer de fígado. Durante a revisão dos dados de pacientes, os pesquisadores observaram que alguns indivíduos com fibrose ou cirrose apresentavam perfis de fragmentação majoritariamente normais. Esses pacientes ainda exibiam sinais sutis de doença no DNA. A descoberta levou a equipe a investigar se a fibrose hepática e a cirrose produziam padrões distintos de fragmentoma.

Os exames de sangue existentes para fibrose frequentemente falham em detectar a doença precocemente. Os métodos de teste atuais identificam cirrose apenas cerca de metade das vezes. Tecnologias de imagem, como ultrassom especializado e ressonância magnética, podem ajudar, mas essas ferramentas nem sempre estão amplamente disponíveis.

Análise de dados em larga escala

Os cientistas analisaram dados de sequenciamento completo do genoma de 1.576 pessoas com doenças hepáticas e outras condições de saúde. Os pesquisadores examinaram como os fragmentos de DNA variavam em tamanho e como eram distribuídos ao longo do genoma.

A equipe avaliou aproximadamente 40 milhões de fragmentos de DNA em milhares de localizações genômicas em cada amostra. O estudo criou um dos maiores conjuntos de dados já utilizados para uma abordagem de biópsia líquida. A pesquisa também incluiu regiões repetitivas de DNA que não foram bem caracterizadas anteriormente.

Ferramentas de aprendizado de máquina processaram esses conjuntos massivos de dados para identificar padrões de fragmentação ligados a doenças. A equipe desenvolveu um sistema de classificação por inteligência artificial capaz de detectar doença hepática precoce, fibrose avançada e cirrose com alta sensibilidade.

No segmento da pesquisa envolvendo 570 pessoas com suspeita de doença grave, os cientistas desenvolveram um índice de comorbidade por fragmentação. O índice separou indivíduos com pontuações altas e baixas no Charlson Comorbidity Index, uma ferramenta padrão usada para estimar como condições de saúde adicionais afetam o risco de mortalidade. O índice baseado em fragmentoma previu independentemente a sobrevida geral. Em alguns casos, superou marcadores inflamatórios tradicionais. Certos padrões de fragmentação também tem associação com desfechos clínicos mais desfavoráveis.

Potencial de aplicação ampla

Velculescu destaca o potencial da tecnologia para beneficiar milhões de pessoas. Aproximadamente 100 milhões de pessoas nos Estados Unidos têm condições hepáticas que as colocam em risco aumentado de cirrose e câncer de fígado.

O estudo identificou sinais de fragmentoma associados a condições cardiovasculares, inflamatórias e neurodegenerativas em pessoas consideradas de alto risco para essas doenças. A pesquisa não incluiu pacientes suficientes para construir classificadores separados para cada doença.

Próximas etapas

O ensaio de fibrose hepática descrito no estudo ainda é um protótipo e o teste não está disponível como teste clínico. Os pesquisadores afirmam que a próxima fase do trabalho se concentrará em validar e aprimorar o classificador de doença hepática. A equipe também estudará assinaturas de fragmentoma vinculadas a outras condições crônicas.