Tíz-tizenöt év. Ennyi időt töltöttek el kereséssel átlagosan azok a családok, akiknek gyermeke súlyos fejlődési rendellenességgel született, de az orvosok éveken át csak a vállukat vonogatták: „Nem tudjuk, mi okozza.” A genetikai tesztek tízezrével mutattak ki apró eltéréseket, de hogy melyik a valódi bűnös, azt senki nem tudta biztosan megmondani. Most a popEVE orvosi MI megmondja.

Amikor egy orvos egy ritka betegség gyanúját állapítja meg egy páciensben, sokszor kezdődik csak igazán a munka. A genetikai vizsgálat eredménye ugyanis tele van apró eltérésekkel, variánsokkal, amiknek csak töredéke okoz valóban problémát. A Harvard Medical School kutatói most egy olyan orvosi MI modellt fejlesztettek ki, ami pontosan ezt a feladatot végzi el: megmondja, hogy melyik genetikai eltérés mennyire valószínű, hogy betegséget okoz.

A popEVE nevű rendszer lényegében minden egyes variánshoz rendel egy számot, ami megmutatja, mennyire súlyos lehet az adott változás. A Nature Genetics folyóiratban megjelent tanulmány szerint a modell nemcsak azt tudja megmondani, hogy egy variáns ártalmas-e vagy ártalmatlan, hanem azt is, hogy gyermekkori vagy felnőttkori halálhoz vezethet-e.

Az egész projekt egy korábbi orvosi MI modellből, az EVE-ből indult ki, amit a Marks Lab fejlesztett ki pár éve. Az EVE különböző fajok genetikai információit hasonlította össze, hogy megtanulja, mely mutációk maradtak meg az evolúció során. A popEVE azonban ennél többet tud: hozzáadtak egy nagy nyelvi modellt, ami a fehérjék aminosav-sorrendjéből tanul, valamint beépítették a humán populációs adatokat is. „Célunk egy olyan modell kifejlesztése volt, amely a variánsokat betegségsúlyosság szerint rangsorolja” – mondta Debora Marks professzor, a kutatás egyik vezetője.

A modellt 30 000 súlyos fejlődési rendellenességgel élő páciens adatain tesztelték, akiknél még nem találták meg a diagnózist. Az eredmény meglepő volt: az esetek egyharmadában sikerült diagnózist felállítani. Ráadásul 123 olyan gént azonosítottak, amelyek korábban ismeretlen kapcsolatban álltak fejlődési rendellenességekkel – ezek közül 25-öt azóta már más laborok is megerősítettek.

Rose Orenbuch, a tanulmány vezető szerzője elmondta, hogy azok a páciensek jelentik a legnagyobb kihívást, akiknél a standard módszerek nem vezettek eredményre. „Ezekben az esetekben az ismert betegség-géneken kívül kell keresnünk, és a popEVE már most is sok gén-kandidátust talált” – tette hozzá.

A rendszer jelenleg elérhető online portálon keresztül, és több klinikai intézmény már teszteli éles környezetben. Egy barcelonai központban dolgozó orvos-kutató például már használja a popEVE-t pácienseinek variánsértelmezésére, ami több ritka betegség diagnosztizálásához segített hozzá.

A kutatók hangsúlyozzák, hogy bár a modellnek még tovább kell bizonyítania megbízhatóságát és pontosságát, mielőtt széles körben alkalmaznák a klinikákon, már most látható a potenciálja.

Ez meg fogja szűntetni az orvosok munkáját?

Valószínűleg nem, hiszen a diagnózis felállítása csak az első lépés – a kezelés megtervezése, a pácienssel való kommunikáció és a komplex döntések továbbra is humán szakértelmet igényelnek. A popEVE inkább eszköz az orvosok kezében, ami felgyorsítja és pontosabbá teszi a munkájukat.

A modell ráadásul nem mutatott származási torzítást, vagyis ugyanolyan jól működött alulreprezentált genetikai háttérrel rendelkező embereknél is. Ez azért fontos, mert sok orvosi MI rendszer hajlamos rosszabbul teljesíteni azoknál a populációknál, amelyek kevésbé voltak képviselve a tanító adatokban.

Marks professzor szerint a variánsok betegségsúlyosság szerinti rangsorolása nemcsak a diagnosztikában lehet hasznos, hanem új gyógyszercélpontok azonosításában is. „Úgy gondoljuk, hogy ez a megközelítés javítja a diagnózis esélyeit, és végül utat nyit a jobb kezelés és gyógyszerfejlesztés felé” – fogalmazott.