Живееме во ера во која медицинските иновации преплетени со вештачката интелигенција го преобликуваат пејзажот на конвенционалното здравство, она што некогаш беше одлично режиран sci-fi филм денес полека станува реалност. И додека трае бескрајната дебата колку вештачката интелигенција може да помогне или да направи штета, тимот на Fingerprint Diagnostics, иницира извонредно решение кое ветува дека ќе го револуционизира откривањето на канцер. Воодушевени од идејата и со визионерски поглед ја споделуваме со вас приказната на Fingerprint Diagnostics, дознаете повеќе предизвиците со кои се соочуваат и длабокото влијание што нивната иновација би можела да го има врз иднината на рано дијагностицирање на канцер.
Fingerprint Diagnostics е истражувачки центар кој има потенцијал да направи вистинска револуција во полето на медицината, а зад истиот стојат етаблирани и искусни научници кои веќе 10тина години активно работат на темата.
Д-р Кунгуловски, можете ли да нè запознаете со Fingerprint Diagnostics и приказната но и мисијата што се крие зад развојот на тест за рано откривање на карцином и воопшто проектите на кои работите?
Првичниот фокус на Fingerprint Diagnostics како компанија е раната детекција на болести и со тоа минимизирање на човечкото страдање. Одлучивме да започнеме со палетата на болести наречени рак. Тимот се состои од Д-р Горан Кунгуловски, проф. Д-р Ѓорѓи Маџаров и Д-р Иван Кунгуловски, урамнотеженa мешавина на искусни научници и претприемачи којшто имаат дадено значаен научен придонес во полињата на персонализирана генетика, епигенетика, машинско учење и вештачка интелигенција и микробиологија, но исто така имаат соработувано со болници, европски влади, НАТО, европски универзитети, корпорации и IT компании.
За развивање на концептот беа потребни околу 10 години на припрема, следење на најнови технологии и читање на научна литература. После сите овие подготовки откако утврдивме дека епигенетските техники и вештачката интелигенција достигнале задоволително ниво на зрелост, започнавме со истражувањата во првиот квартал на 2022 година и ни беа потребни околу 18 месеци за да ги добиеме првичните резултати и научно докажување на концептот во наши раце.
Моментално сите наши проекти се интимно поврзани со детекција на рак. Користиме разни молекуларни методологии како ДНК метилација, ДНК хидроксиметилација, ДНК фрагментомика коишто ги користиме како храна за нашите AI алгоритми коишто имаат за цел да најдат смисла во морето на податоци и да го класифицираат (пр. дали сигналот доаѓа од канцер или не).
Можете ли подетално да објасните како функционира тестот и кои специфични маркери ги анализира за откривање на карцином?
Идејата е да се детектира ракот во рана фаза преку обична анализа на крв и тестирање на милиони маркери истовремено. Еден тест за детекција на било кој тип на рак. Во пракса тоа би значело дека од пациентот рутински се зема примерок со крв и после неколку денови се добиваат резултати коишто кажуваат дали во примерокот се детектирани сигнали на рак во крвта или не. Ако одговорот е „да“, тогаш тестот кажува кое е најверојатното место (орган) од кадешто потекнуваат тие сигнали на рак.
Но што тоа ние детектираме? Концептот е многу едноставен. Секој тип клетка има свој уникатен идентитет. Тој идентитет може да се одреди преку тестирање на епигенетски (надгенетски) маркери, пример ДНК-метилација ДНК хидроксиметилација, дистрибуција на фрагменти и дистрибуција на мутации. Секоја клетка има милиони вакви ДНК додатоци и нивната комбинација е уникатна за секој тип клетка и воедно таа комбинација маркери ни дава отпечаток (fingerprint) за клетката. Истото важи и за туморните клетки. И тие се делат, обновуваат и умираат, ослободуваат ДНК во крвта и со тоа оставаат отпечаток во крвта за нивното присуство во телото. Накусо, со самиот тест се анализираат стотици илјади вакви ДНК епигенетски маркери истовремено. Откако ќе се изврши тестот, комбинацијата на тие маркери се споредува со референтни мапи на тумори кои ги направивме преку машинско учење од јавно достапни дата-бази. Доколку има поклопување со голема сигурност, можеме да процениме дека во телото се развива рак.
Вештачката интелигенција сè повеќе се користи во медицината и науката. Колку истата е релевантна кога станува збор за рана детекција на карцином и воопшто кои се вашите предвидувања за развој на истата во полето на вашето делување ?
Вештачката интелигенција со забрзано темпо навлегува низ сите пори на општеството, меѓу кои и медицината. Најверојатно во наредните неколку години целосно ќе го измени технолошкиот лик на светот и истиот ќе биде незамислив без неа. Тековно, нејзината улога е да најде смисла, шеми (patterns) во огромни датабази со податоци коишто се тешки за анализа со стандардни и напредни статистички методи – а во биомедицината секојдневно се генерираат огромни датабази со податоци коишто чекаат да бидат анализирани. Токму тоа и беше нашата мотивација, класификаторите базирани на вештачка интелигенција да најдат смисла во мапите на рак кадешто ние како научници не можеме да најдеме смисла. Наскоро вештачката интелигенција ќе биде дел од рутинското здравство, од интерпретација на основни крвни и биохемиски анализи, наоѓање на нови дијагностички и прогностички маркери до интерпретација на радиолошки и патолошки тестови.
Медицината базирана на вештачка интелигенција тренирана на чисти и прецизни податоци ќе биде не само далеку попрецизна од сегашната, туку и ќе го намали товарот на медицинските професионалци во носење на тешки одлуки.
Од аспект на рана детекција на рак, извесно е дека овие типови на тестови на детекција преку крв, првично базирани на ДНК метилација, а понатаму базирани на мултидимензионални податоци (пр. ДНК метилација плус други епигенетски маркери) ќе станат дел од стандардната и рутинска медицина во наредните 5-10 години. Ние сакаме да бидеме дел од таа приказна.
Како Fingerprint Diagnostics ја обезбедува точноста и веродостојноста на резултатите од тестот, особено кога се анализираат милиони маркери за метилација на ДНК истовремено?
Единствено сеопфатен тест преку којшто се анализираат илјадници до милиони параметри истовремено може да биде универзален за детекција на некоја група на болести (пр. рак). Тестирањето на илјадници маркери истовремено во споредба со неколку му дава на тестот поголема робусност, бидејќи со него се одредува комбинација на тие илјадници маркери и нивниот pattern, а не нивното присуство или отсуство. Во другиот случај кога се работи за мал број на маркери се одредува само нивното присуство или отсуство. Затоа тие знаат да имаат ниска сензитивност (да детектираат присуство на болеста кај група на болни луѓе) и ниска специфичност (да детектираат отсуство на болеста кај група на здрави луѓе). Во некоја средно блиска иднина, голем дел од дијагностичките пристапи ќе бидат базирани на детекција на илјадници, ако не и милиони маркери истовремено.
Што ги издвојува Fingerprint Diagnostics од другите методи за откривање карцином и какво потенцијално влијание предвидувате оваа технологија да има врз дијагнозата и третманот на истиот?
Моменталната медицина генерално добро се справува со тумори коишто се локализирани и во рана фаза – таму процентот на просечно преживување е околу 90%. Но веќе кога туморот се детектира во поодмината фаза, кога веќе имал шанса да се дисеминира и рашири (метастазира) низ други органи во телото, тогаш просечниот процент на преживување паѓа на околу 20%. Ова ни кажува дека и моментално имаме терапии и медицински пристапи коишто успешно се справуваат со ракот, но само во рана и локализирана форма. Тоа за нас е мотивација, бидејќи ни укажува дека со подобри тестови и пристапи за рана детекција на рак може да се направат значајни исчекори во борбата со истиот.
Извор: Fingerprint Diagnostics
Од индикации во научната литература знаеме дека со порана детекција на рак, значајно може да се зголемат позитивните исходи од болеста, со намалување на просечните смртни исходи за додатни 20-25%. Но раната детекција е важна и за здравствените системи, бидејќи третманот на рак во рана фаза е за 2-7 пати поевтин отколку третманот на рак во подоцна фаза. Што значи дека мотивацијата за рана детекција на рак е повеќестрана.
Моментално модерната медицина има строго дефинирани препораки и водичи за скрининг на само пет типови на рак и тоа рак на дојка, рак на простата, рак матка, рак на дебело црево и рак на бели дробови кај тешки пушачи. Овие ракови се заслужни за само 30% од севкупните смртни случаи предизвикани од рак, додека за раковите коишто ги предизвикуваат останатите 70% од смртните случаи, не постојат дефинирани водичи и препораки.
Дури и овие етаблираните скрининг тестови за овие пет наведени типови на рак се проткаени со многу недостатоци во специфичноста и сензитивност коишто последично водат до значаен број на лажно позитивни наоди. Таканаречените тумор маркери коишто им се познати на граѓаните се високо неспецифични (не може да прават лесно разлика помеѓу тумори и други состојби), се несензитивни (потребна а голема количина на туморни клетки за да се детектира туморот) и затоа генерално се користат за мониторинг на терапијата и третманот кај веќе дијагностицирани пациенти, а не за скрининг.
Еден и единствен, но солиден тест за детекција на мнозинството на типови на рак може да ги адресира и реши сите овие проблеми. Додатна предност на ваквиот тип на тестови е што се минимално инвазивни, односно е потребно да се земат само неколку милилитри на крв, при што за неколку недели пациентот добива резултат којшто кажува дали е детектиран или не сигнал на рак. Ако резултатот е „да“, тогаш кажува со висока прецизност од кој орган потекнува тој сигнал на рак. По тоа нашиот тест ќе се разликува од традиционалните.
Во споредба со нашата конкуренција во светот, нашиот тест ќе биде поевтин, ќе може да се применува во секоја лабораторија и ќе опфаќа детекција на повеќе димензии од циркулирачката ДНК (метилација, хидроксиметилација, фрагментомика, региони богати со мутации и сл).
Со какви предизвици се соочивте за време на развојната фаза на тестот и како истите беа решени?
За развивање на концептот беа потребни околу 10 години на припрема, следење на најнови технологии и читање на научна литература. После сите овие подготовки, започнавме со истражувањата во првиот квартал на 2022 година и ни беа потребни околу 18 месеци за да ги добиеме првичните резултати и научно докажување на концептот во наши раце.
Предизвиците генерално се вртат во недостатокот или малиот број на датотеки на циркулирачка ДНК кај пациенти со канцер. Моментално работиме со научно-достапни датотеки, во следната фаза сакаме да направиме клиничка студија во којашто ние ќе ги произведеме тие датотеки и ќе ги искористиме за тренирање на нашиот AI модел.
Како ја замислувате имплементацијата на овој тест во клинички услови и кои чекори се преземаат за да биде достапен за широк опсег на пациенти?
Примената на нашиот тест во рутинското здравство зависи од брзината на развој на тестот, а развојот на тестот е врзано со инвестициите потребни за организирање на клинички испитувања. Значи најпрвин мора да се направи една клиничка студија која ќе служи за валидација на тестот и други клинички студии коишто ќе имаат за цел имплементација во здравство.
Доколку динамиката се одвива според тековниот план, крајниот продукт за рана детекција на пет типови на рак би требало да биде развиен за минимум 2 години, a додека пак тестот за рана детекција на десетици типови на рак за околу 4 години. Нивната примена во рутинска здравствена нега би започнала не порано од 5 години од сега.
Ние во Fingerprint Diagnostics развиваме бизнис план преку којшто цената на тестот не треба да претставува значаен фактор за пациентите. Преку овој бизнис план, тестот треба да биде достапен преку државни фондови за здравство, иницијално за сите пациенти над 50 години, а понатаму за сите пациенти во било која возрасна група во државите во коишто ќе се применува.
Можете ли да издвоите со предизвици или бариери се соочуваат македонските стартапи кога бараат инвестиции од меѓународни , но и домашни фондови? Какво е вашето досегашно искуство на оваа тема?
Досега тимот на Fingerprint Diagnostics има инвестирано лични финансиски и работни средства вредни десетици илјади евра. За разлика од САД, најголемиот проблем во Македонија и овој дел на Европа е обезбедување на финансиски средства. Прво поради дефицит на финансиски средства, второ поради недостатокот на експертиза на инвестициските фондови во здравствениот сектор коишто тешко се одлучуваат да инвестираат во него поради бавниот поврат на средства.
Обезбедувањето на доволни финансиски средства е Сизифовска работа во Македонија. Моментално сме во потрага по инвестиција од минимум 1 милион евра или корпоративни партнери за реализирање на првата фаза на развој, односно организирање на клиничка студија, добивање на сертифициран тест за 3-5 типови на рак и пилотирање на тестот со некоја визионерска влада.
За втората фаза на развој во којашто ќе се развива тест за истовремена детекција на 50-тина типови на рак ќе биде потребна инвестиција од десетици милиони евра.
Во преговори сме и со неколку поголеми македонски општествено одговорни компании за да ни помогнат во нашите истражувања преку ситни донации. Во завршна фаза е донацијата од Кромберг и Шуберт. Доколку наидеме на бариери во инвестициските рунди, оваа динамика би се одложила. Физички и правни лица коишто се заинтересирани за инвестирање може да не контактираат на email-от [email protected] и да добијат повеќе информации на веб страната www.fingerprintdx.com
Гледајќи во иднината, кои се следните чекори на Fingerprint Diagnostics во однос на истражување, развој и потенцијално проширување на технологијата?
Нашето истражување е моментално во фаза на потврден и докажан концепт (proof of principle). Имено технологијата е развиена и потврдена со одлична сензитивност (80-98%) и специфичност (98-99%) преку користење на јавно достапни податоци од светски датабази, односно епигенетски датасетови земени од ткивни примероци (биопсии) на илјадници пациенти со 15 типови на рак и примероци на крв земени од стотици пациенти со 3 типови на рак. Следната фаза е добивање на MVP (minimally viable product) којшто ќе може да биде сертифициран и имплементиран, а тоа единствено се прави преку клиничко испитување коешто кошта пари.
Додека се одвиваат овие преговори, ние не застануваме и нашиот научно-истражувачки тим работи на развој на AI-алатки коишто ќе бидат тренирани на околу 35000 примероци на крв од пациенти со разни типови на канцер анализирани со различни методологии како ДНК метилација, ДНК хидроксиметилација, ДНК фрагментомика, микроРНК-омика и комбинација на трите.
Моментално развиваме план и за детекција на други болести преку слична крвна анализа, но примарниот фокус останува на раната детекција на рак.
