Šunų uoslė ir DI: neinvazinis ankstyvas vėžio tyrimas

Viename laboratorijoje netoli Bengalūro biglis sustojo vidury uostymo, atsitraukė, apsuko ratą ir grįžo prie mėginėlio. Šalia esantis aparatas užfiksavo nedidelį kvėpavimo padidėjimą ir mikroskopinį judesio blyksnį. Žmogaus akiai tai buvo akimirka; jutikliams tai buvo duomenų taškas. Dognosis komandai tai buvo ženklas.

Dognosis, Indijos startuolis, derina apmokytų šunų išskirtines uoslės gebas su mašininio mokymosi metodais, kad sukurtų neinvazinį ankstyvos atrankos įrankį vėžiui. Idėja yra paprasta koncepcijos prasme, bet sudėtinga įgyvendinimo požiūriu: žmonės apie dešimt minučių kvėpuoja į medvilninę kaukę, kaukė užsandaroma ir siunčiama į laboratoriją, o apmokyti šunys uosto mėginius tuo pat metu, kai jutikliai fiksuoja jų kvėpavimą, smegenų aktyvumą, laikyseną ir mikrojudesius. Algoritmai vėliau peržiūri šiuos signalus ieškodami modelių, kurie galėtų rodyti vėžiui būdingas chemines žymes.

Iki šiol rezultatai yra pakankamai įtikinami, kad sulauktų dėmesio. Daugiacentriniame tyrime, kuriame dalyvavo daugiau nei 1 500 dalyvių šešiose ligoninėse, Dognosis nurodo, kad tikslumas viršija 90 proc. septyniose vėžio grupėse. Fazių dviejų bandyme, paskelbtame Clinical Oncology, įmonė apibūdino maždaug 90 proc. jautrumą ankstyvos stadijos vėžio nustatymui septyniose plačiose kategorijose, apimančiose daugiau nei 20 vėžio tipų.

Šie skaičiai nereiškia, kad metodas jau pasiruošęs pakeisti biopsijas ar įprastus diagnostikos testus. Onkologai įspėja, kad perspektyvūs rezultatai turi būti pakartoti didesnėse, nepriklausomose imtyse, kol metodas bus pripažintas patikimu. Vis dėlto hibridinis modelis, kai šunų uoslės aptikimas derinamas su DI, siūlo privalumų: mėginių ėmimas yra neinvazinis, pacientai niekada neliečia šunų, o šunys dirba su užsandarintais mėginiais, todėl biologinės saugos rizikos išlieka mažos.

Šunys gyvena ir treniruojasi Dognosis ūkyje ir laboratorijoje netoli Bengalūro. Jų diena apima 30–60 minučių ant uoslės platformos, kur treniruotės yra žaidybos formos, o skanėstai yra įprastas atlygis. Grupę sudaro bigliai, labradorai, vokiečių aviganiai ir kitos veislės, atrinktos dėl uoslės gebėjimų ir treniruojamumo. Vienas iš įkūrėjų, Akash Kolgode, pasakoja, kad gyvūnai kartais nustebina tyrėjus: šunys, apmokyti atpažinti kvapus iš dešimties vėžio tipų, kai kuriais atvejais teisingai reagavo pateikus vienuoliktą tipą, kurio jų nemokė aptikti.

Tas anekdotas kelia tiek susidomėjimą, tiek klausimų. Ar toks našumas išsilaikys per Indijos didžiulę genetinę, mitybinę ir aplinkos įvairovę? Ar laboratorijos sugebės išspręsti logistiką, susijusią su dešimčių tūkstančių kvėpavimo mėginių rinkimu, užsandarinimu ir transportavimu, tuo pačiu užtikrinant jutiklių duomenų nuoseklumą? Ir ar klinikai bei pacientai priims atrankos kelią, kuris remiasi gyvūnais kaip pirmine aptikimo linija?

Šis darbas yra pristatomas kaip atsakas į skubų poreikį. Pagal Tarptautinę vėžio tyrimų agentūrą (IARC), Indijoje 2024 m. buvo užregistruota maždaug 1,5 mln. naujų vėžio atvejų ir daugiau nei 900 000 mirčių. Tradicinė visuomenės mastu vykdoma vėžio atranka daugelyje regionų išlieka ribota, todėl mažos kainos neinvazinis atrankos įrankis galėtų pakeisti ankstyvo aptikimo praktiką, jei jis pasirodys patikimas didesniuose, nepriklausomuose tyrimuose.

Kelias pirmyn vienu aspektu aiškus: reikia platesnių, daugiacentrių studijų, apimančių įvairias populiacijas, aklą patvirtinimą ir atvirus duomenų rinkinius nepriklausomai analizei. Yra ir praktinių kliūčių, pavyzdžiui, mėginių ėmimo standartizavimas, jutiklių ir algoritmų patikimumo užtikrinimas bei pasitikėjimo tarp gydytojų ir pacientų kūrimas. Vis dėlto šuns stabtelėjimo prie mažo mėginėlio vaizdas, kurio subtilios reakcijos verčiamos jutiklių duomenimis ir skaitomos algoritmu, siūlo naujos rūšies partnerystę tarp biologijos ir skaičiavimo. Ar ta partnerystė pertvarkys ankstyvą vėžio nustatymą? Laikas ir griežti moksliniai tyrimai parodys.