أداة مبتكرة مدعومة بالذكاء الاصطناعي لتحسين تحليل أنسجة السرطان

طوّر علماء أداةً حاسوبيةً جديدةً فعّالةً يُمكنها إحداث نقلةٍ نوعيةٍ في كيفية تحليل أنسجة السرطان، وتمهيد الطريق لعلاجاتٍ أكثر تخصيصًا.

تُقدّم الدراسة، المنشورة في مجلة Nature Biomedical Engineering، تقنية MARQO، وهي عملية تحليل صورٍ من الجيل التالي، تستخرج معلوماتٍ خلويةً ومكانيةً مُفصّلةً من شرائح أنسجة الورم بدقةٍ وقابليةٍ للتوسّع غير مسبوقتين.

تقنية MARQO

تم تطوير تقنية MARQO بواسطة فريق بقيادة الدكتور ساشا جنياتيك، أستاذ علم المناعة والعلاج المناعي في كلية الطب في إيكان، حيث تعمل هذه التقنية على تبسيط المهمة المعقدة المتمثلة في تحليل صور الكيمياء المناعية (IHC) والمناعة الفلورية (IF)، والتي يتم إنتاجها من خلال طرق التلوين المستخدمة عادة للكشف عن الخلايا المناعية وغيرها من العلامات الحيوية في الأنسجة السرطانية.

عندما يُصاب شخص ما بالسرطان، يفحص أخصائيو علم الأمراض مقاطع الأنسجة المصبوغة تحت المجهر لمعرفة الخلايا الموجودة وترتيبها. يتطلب القيام بذلك يدويًا جهدًا كبيرًا، وعادةً ما يقتصر على مناطق صغيرة من العينة.

يعالج MARQO هذا التحدي بثلاث طرق رئيسية: أولاً، بينما تستطيع الأدوات الأخرى معالجة الصور كاملةً، فإنها غالبًا ما تتطلب من المستخدمين تقسيم الشرائح إلى أجزاء صغيرة أو الاعتماد على مجموعات حوسبة مكلفة. يحافظ MARQO على سلامة الشرائح ويُنجز العمل في دقائق بدلًا من ساعات، حتى على وحدات معالجة الرسومات القياسية.

ثانيًا، يعمل نظام MARQO مع مجموعة من تقنيات تلوين IHC وIF الشائعة، مما يُسهّل مقارنة الدراسات ويعزز إمكانية تكرار النتائج.

ثالثًا، يُحدد نظام MARQO تلقائيًا الخلايا الإيجابية المحتملة ويُحدد إحداثياتها وشدتها، ثم يُسلّم عملية التحقق النهائية إلى أخصائي علم الأمراض، مُحافظًا على بقاء الخبرة البشرية محورًا أساسيًا في سير العمل.

صرَّح الدكتور جناتيك قائلاً: "صمَّمنا برنامج MARQO لسدّ ثغرة كبيرة في هذا المجال: تحويل صور الشرائح الكاملة المعقدة إلى بيانات قابلة للاستخدام ومنظمة بسرعة وثبات". وأضاف: "بأتمتة هذه العملية الشاقة، نتيح للخبراء التركيز على التفسير والاكتشاف".

على الرغم من أن MARQO مصمم حاليًا للاستخدام البحثي ولم يتم التحقق من صحته للتشخيصات السريرية، فإن توافقه مع طرق التلوين السريرية القياسية يمكن أن يمكّن التطبيقات المستقبلية في مختبرات علم الأمراض.

يخطط فريق البحث لمواصلة تطوير MARQO من خلال تحسين واجهة المستخدم الخاصة به ، وإضافة أدوات متقدمة للتحليل المكاني والجوار، وتوسيع نطاق استخدامه في بيئات الحوسبة عالية الأداء لدعم المشاريع واسعة النطاق التي تنطوي على ملايين شرائح الأنسجة الرقمية.

وقال الدكتور جنياتيك: "إن هذه المنصة يمكن أن تساعد في تسريع اكتشاف المؤشرات الحيوية، وتحسين كيفية توقع المرضى الذين سيستفيدون من علاجات محددة، وفي نهاية المطاف دعم تطوير تشخيصات أكثر دقة للسرطان".