Uma ferramenta inovadora que combina sequenciamento rápido de DNA com inteligência artificial (IA) está revolucionando a classificação de tumores cerebrais durante a cirurgia. Desenvolvida por uma equipe de pesquisadores da UMC Utrecht, Amsterdam UMC e do Centro Princess Máxima de Oncologia Pediátrica, nos Países Baixos, a ferramenta, chamada Sturgeon, permite que neurocirurgiões tomem decisões mais informadas sobre ressecção do tumor enquanto a cirurgia está em andamento.
Tradicionalmente, os neurocirurgiões têm conhecimento limitado sobre o tipo de tumor antes da cirurgia. Durante a operação, seções de tecido tumoral são removidas para avaliação histológica, o que geralmente leva uma semana para fornecer um diagnóstico definitivo. No entanto, o Sturgeon pode diagnosticar com precisão a maioria dos tumores do sistema nervoso central (SNC) em apenas 90 minutos, empoderando os cirurgiões a modificar suas estratégias cirúrgicas em tempo real com base na classificação do tumor.
A ferramenta utiliza a tecnologia de sequenciamento rápido de nanoporos para obter um perfil de metilação escasso durante a cirurgia. As metilações são modificações únicas do DNA que podem diferenciar entre diferentes tipos de tumores. O Sturgeon utiliza um classificador de rede neural que é independente do paciente e roda em um computador laptop em questão de segundos.
Em uma publicação na Nature, os pesquisadores descreveram como criaram, treinaram e testaram a ferramenta Sturgeon. Durante 25 cirurgias, o Sturgeon classificou com precisão 72% dos tumores em menos de 45 minutos. A equipe simulou milhares de experimentos de sequenciamento de nanoporos únicos para cada perfil de metilação do tumor para desenvolver e aperfeiçoar os modelos do Sturgeon, que foram treinados com um total de 36,8 milhões de execuções simuladas de nanoporos.
Embora o Sturgeon tenha mostrado resultados promissores, ele possui algumas limitações. Ele funciona melhor em amostras bem representadas nos dados de treinamento e é menos eficaz ao analisar amostras com menos de 50% de células anormais. Além disso, requer amostras de tecido relativamente grandes para fornecer concentração suficiente de DNA.
No futuro, os pesquisadores planejam expandir a aplicação do Sturgeon para outros tipos de tumores, como sarcoma ou leucemia, e validar sua eficácia em populações de pacientes maiores. Essa ferramenta inovadora tem o potencial de melhorar significativamente os resultados cirúrgicos para pacientes com tumores cerebrais, possibilitando uma tomada de decisão mais informada durante a cirurgia.