Ερευνητική ομάδα από το Τμήμα Φαρμακολογίας και Φαρμακευτικής της Ιατρικής Σχολής LKS του Πανεπιστημίου του Χονγκ Κονγκ ανέπτυξε ένα πρωτοποριακό εργαλείο πρόβλεψης του καρδιαγγειακού κινδύνου, αξιοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη. Το σύστημα, με την ονομασία CardiOmicScore, βασίζεται σε μια μόνο εξέταση αίματος και μπορεί να προβλέψει τον μελλοντικό κίνδυνο για έξι σημαντικές καρδιαγγειακές παθήσεις: στεφανιαία νόσο, εγκεφαλικό, καρδιακή ανεπάρκεια, κολπική μαρμαρυγή, περιφερική αρτηριακή νόσο και φλεβική θρομβοεμβολή.
Το εργαλείο είναι ικανό να εντοπίσει προειδοποιητικά σημάδια έως και 15 χρόνια πριν από την εμφάνιση κλινικών συμπτωμάτων, γεγονός που ανοίγει νέους δρόμους στην πρόληψη και την έγκαιρη παρέμβαση. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στην εφημερίδα «Nature Communications».
Τα δεδομένα από πολυομικές αναλύσειςΠαρά το γεγονός ότι τα καρδιαγγειακά νοσήματα παραμένουν η κύρια αιτία θανάτου σε παγκόσμιο επίπεδο, με περίπου 20 εκατομμύρια θανάτους το 2022, οι τρέχουσες προληπτικές εξετάσεις βασίζονται σε παράγοντες όπως η ηλικία, η αρτηριακή πίεση και το κάπνισμα. Ωστόσο, αυτές οι μεθόδους συχνά αγνοούν τις πρώιμες βιολογικές μεταβολές, γεγονός που δυσχεραίνει την έγκαιρη πρόγνωση και πρόληψη.
Ένα νέο ενδιαφέρον έγκειται στους πολυγονιδιακούς δείκτες κινδύνου, αλλά λόγω του σταθερού γενετικού προφίλ, δεν αντικατοπτρίζουν τις άμεσες αλλαγές που προκύπτουν από τον τρόπο ζωής ή το περιβάλλον. Υπ’ αυτήν την ανάγκη, η ομάδα του HKUMed χρησιμοποίησε τεχνικές βαθιάς μάθησης για να συνδυάσει πολυομικά δεδομένα, όπως γονιδιωματική, μεταβολομική και πρωτεομική ανάλυση, κατά την ανάπτυξη του CardiOmicScore.
Η έρευνα αξιοποίησε μεγάλα δεδομένα από το UK Biobank, εξετάζοντας 2.920 πρωτεϊνικούς δείκτες και 168 μεταβολίτες από δείγματα αίματος. Αυτά τα μοριακά σήματα λειτουργούν ως «καταγραφείς σε πραγματικό χρόνο» της κατάστασης του οργανισμού, αποκαλύπτοντας λεπτές μεταβολές στο ανοσοποιητικό σύστημα, τον μεταβολισμό και την αγγειακή υγεία.
Ο καθηγητής Κινγκπενγκ Ζανγκ εξήγησε: «Τα γονίδια καθορίζουν το σημείο εκκίνησής μας και τον βασικό κίνδυνο υγείας. Οι πρωτεΐνες και οι μεταβολίτες, όμως, αντανακλούν την τρέχουσα φυσική μας κατάσταση. Το εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύξαμε αποκωδικοποιεί αυτά τα πολύπλοκα μοριακά σήματα, δίνοντας στους γιατρούς και τους ασθενείς τη δυνατότητα να εντοπίζουν τους κινδύνους πολύ νωρίτερα, κάτι που μπορεί να αλλάξει την πορεία μιας νόσου μέσω προληπτικών αλλαγών στον τρόπο ζωής».
Επιτυχής πρόβλεψη έξι καρδιαγγειακών παθήσεωνΤα αποτελέσματα έδειξαν ότι το CardiOmicScore μετατρέπει περίπλοκες πολυομικές μετρήσεις σε εξατομικευμένους δείκτες κινδύνου και αποδίδει καλύτερα από τους παραδοσιακούς πολυγονιδιακούς δείκτες. Όταν συνδυάστηκε με κλινικά στοιχεία όπως η ηλικία και το φύλο, το μοντέλο βελτίωσε σημαντικά την ακρίβεια πρόβλεψης για έξι συχνές καρδιαγγειακές παθήσεις και μπορούσε να εντοπίσει αυξημένο κίνδυνο έως και 15 χρόνια πριν από την εμφάνιση συμπτωμάτων.
Αυτή η εξέλιξη σηματοδοτεί μια μετάβαση στην εξατομικευμένη ιατρική, από ένα στατικό μοντέλο βασισμένο στα γονίδια σε μια πιο δυναμική προσέγγιση που αξιοποιεί τα πολυομικά δεδομένα. Στόχος της ομάδας είναι να χρησιμοποιηθεί μια μικρή ποσότητα αίματος για τη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου προφίλ καρδιαγγειακού κινδύνου, προκειμένου να προληφθούν οι ασθένειες προτού εμφανιστούν. Ο καθηγητής Ζανγκ τόνισε: «Επιδιώκουμε να αξιοποιήσουμε την τεχνολογία για την έγκαιρη ανίχνευση και πρόληψη, μετατοπίζοντας τη διαχείριση της υγείας από την αντιμετώπιση σε προληπτική δράση, με τελικό στόχο τη βελτίωση της δημόσιας υγείας και της φροντίδας των ασθενών».
