L’IA avec imagerie infrarouge permet un diagnostic précis du cancer du côlon
Les immenses progrès réalisés dans le domaine des options thérapeutiques au cours des dernières années ont considérablement amélioré les chances de guérison des patients atteints d’un cancer du côlon. Cependant, ces nouvelles approches, telles que les immunothérapies, nécessitent un diagnostic précis afin d’être spécifiquement adaptées à l’individu.
Des chercheurs du Center for Protein Diagnostics PRODI de l’Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne, utilisent l’intelligence artificielle en combinaison avec l’imagerie infrarouge pour adapter de manière optimale la thérapie du cancer du côlon à chaque patient. La méthode sans étiquette et automatisable peut compléter les analyses pathologiques existantes. L’équipe dirigée par le professeur Klaus Gerwert a rendu compte de ses découvertes dans le Journal européen du cancer en janvier 2023.
Des informations approfondies sur les tissus humains en une heure
L’équipe PRODI développe depuis quelques années une nouvelle méthode d’imagerie numérique : l’imagerie dite sans étiquette infrarouge (IR) mesure la composition génomique et protéomique du tissu examiné, c’est-à-dire fournit des informations moléculaires basées sur les spectres infrarouges . Ces informations sont décodées à l’aide de l’intelligence artificielle et affichées sous forme d’images en fausses couleurs. Pour ce faire, les chercheurs utilisent des méthodes d’analyse d’images issues du domaine du deep learning.
En coopération avec des partenaires cliniques, l’équipe PRODI a pu montrer que l’utilisation des réseaux de neurones profonds permet de déterminer de manière fiable le statut des microsatellites, paramètre pronostique et thérapeutique pertinent, dans le cancer du côlon. Dans ce processus, l’échantillon de tissu passe par un processus automatisé standardisé, indépendant de l’utilisateur et permet une classification différentielle spatialement résolue de la tumeur en une heure.
Indication de l’efficacité des thérapies
Dans les diagnostics classiques, le statut des microsatellites est déterminé soit par une immunocoloration complexe de diverses protéines, soit par une analyse de l’ADN. “15 à 20 % des patients atteints d’un cancer du côlon présentent une instabilité des microsatellites dans le tissu tumoral”, explique le professeur Andrea Tannapfel, directeur de l’Institut de pathologie de l’Université de la Ruhr. “Cette instabilité est un biomarqueur positif indiquant que l’immunothérapie sera efficace.”
Avec les options thérapeutiques en constante amélioration, la détermination rapide et simple de ces biomarqueurs devient également de plus en plus importante. Sur la base des données microscopiques IR, les réseaux neuronaux ont été modifiés, optimisés et formés à PRODI pour établir des diagnostics sans étiquette. Contrairement à l’immunomarquage, cette approche ne nécessite pas de colorants et est nettement plus rapide que l’analyse de l’ADN.
“Nous avons pu montrer que la précision de l’imagerie infrarouge pour déterminer l’état des microsatellites se rapproche de la méthode la plus couramment utilisée en clinique, l’immunocoloration”, explique le docteur Ph.D. Étudiante Stéphanie Schörner. “Grâce au développement et à l’optimisation constants de la méthode, nous nous attendons à une nouvelle augmentation de la précision”, ajoute le Dr Frederik Großerüschkamp.
