Biopsia líquida basada en IA detecta señales de fibrosis hepática, cirrosis y enfermedad crónica

Detectar estas afecciones en etapas más tempranas podría permitir iniciar el tratamiento antes de que ocurra un daño irreversible y reducir el riesgo de cáncer de hígado. Ahora, investigadores han desarrollado una biopsia líquida impulsada por inteligencia artificial (IA) que analiza patrones de ADN libre circulante en la sangre para detectar enfermedad hepática temprana y potencialmente identificar afecciones crónicas más amplias.

Este método, desarrollado por científicos del Centro Oncológico Kimmel de Johns Hopkins (Baltimore, Maryland, EE. UU.), analiza los fragmentos de ADN libre circulante (ADNlc), es decir, patrones que describen cómo se cortan, distribuyen y empaquetan los fragmentos de ADN en el genoma. Mediante el uso de IA y secuenciación de todo el genoma, el método identifica firmas de fragmentación específicas de la enfermedad asociadas con la fibrosis hepática y la cirrosis.

En el estudio publicado en Science Translational Medicine, los investigadores analizaron muestras de sangre de 1.576 personas con enfermedad hepática y otras afecciones médicas mediante secuenciación del genoma completo. En cada análisis se evaluaron aproximadamente 40 millones de fragmentos de ADNlc en miles de regiones genómicas, incluidas secuencias repetitivas que rara vez se estudian en los diagnósticos convencionales. Los algoritmos de aprendizaje automático examinaron el tamaño, la distribución y la ubicación genómica de estos fragmentos de ADN para detectar patrones relacionados con la enfermedad hepática.

El sistema de clasificación resultante permitió identificar con alta sensibilidad la fibrosis hepática temprana, la fibrosis avanzada y la cirrosis. A diferencia de los métodos tradicionales de biopsia líquida, que se centran en mutaciones genéticas específicas, este enfoque evalúa el panorama completo de la fragmentación del ADN, lo que proporciona una visión más amplia de los cambios fisiológicos que ocurren en todo el organismo. Los investigadores también desarrollaron un índice de comorbilidad de fragmentación, que distingue a los individuos con una mayor carga de enfermedad general mediante patrones de ADNlc.

En una cohorte de 570 individuos con sospecha de enfermedad grave, el índice se correlacionó con el índice de comorbilidad de Charlson, ampliamente utilizado, y fue capaz de predecir la supervivencia global en algunos análisis. Además de la enfermedad hepática, también se detectaron señales fragmentómicas asociadas con afecciones cardiovasculares, inflamatorias y neurodegenerativas, lo que sugiere un potencial para aplicaciones diagnósticas más amplias. La fibrosis hepática temprana a menudo puede revertirse con tratamiento, pero con frecuencia pasa desapercibida hasta que progresa a cirrosis o cáncer de hígado.

Los marcadores sanguíneos actuales carecen de sensibilidad para la detección temprana de la enfermedad, mientras que los métodos de imagen requieren equipos especializados que no siempre están disponibles. Los investigadores destacan que la prueba de fibrosis hepática aún es un prototipo y requiere mayor validación antes de su uso clínico. El trabajo futuro se centrará en perfeccionar los clasificadores específicos de la enfermedad y explorar las firmas del fragmentoma para otras afecciones crónicas.

“Muchas personas en riesgo desconocen que padecen una enfermedad hepática”, afirmó Victor Velculescu, MD, Ph.D., coautor principal del estudio. “Si podemos intervenir precozmente, antes de que la fibrosis progrese a cirrosis o cáncer, el impacto podría ser considerable”.

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Centro Oncológico Kimmel de Johns Hopkins