Umjetna inteligencija u borbi protiv raka - Igor Štagljar u emisiji Izaberi zdravlje

Kako umjetna inteligencija može pomoći u borbi protiv raka koji je i dalje globalni javnozdravstveni problem, govorio je u emisiji Izaberi zdravlje naš znanstvenik impresivne svjetske karijere prof. Igor Štagljar. Profesor Štagljar je profesor molekularne genetike i direktor na Odjelu za biokemiju i medicinsku genetiku Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Torontu.

Član je Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti (HAZU), kanadske akademije Royal Society of Canada te Europske organizacije za molekularnu biologiju (EMBO). Njegov tim bavi se otkrivanjem molekularnih mehanizama u različitim vrstama raka i razvojem novih tehnologija koje omogućuju brže i preciznije otkrivanje lijekova.

U laboratoriju se prof. Štagljar već četiri godine koristi umjetnom inteligencijom sa svojim kolegama iz odjela za kemiju, koji su također vrhunski svjetski stručnjaci u području umjetne inteligencije. Umjesto da fizički testiraju tisuće kemijskih spojeva, koje moraju čuvati u golemim hladnjacima, i koriste se skupim robotima, njima pomaže umjetna inteligencija za dizajniranje takozvanih pametnih molekula.

Lani su objavili važno otkriće u uglednom znanstvenom časopisu Nature Biotechnology, koje je prije nekoliko tjedana proglašeno jednim od deset najvećih otkrića u svijetu u području biotehnologije prošle godine.

- Cilj te prošlogodišnje studije bio je da "otključamo" takozvane KRAS mutacije, dakle u genu KRAS, koje su odgovorne za oko 20 posto svih tumora, uključujući rak pluća, gušterače, debelog crijeva, a koje su desetljećima smatrane neuhvatljivima za lijekove. U ta rekordna četiri mjeseca mi smo analizirali više od milijun molekularnih struktura i identificirali dva vrlo obećavajuća prototipa lijeka. A u proteklih godinu dana, nakon što smo to objavili, u manje od devet mjeseci, ti su spojevi ušli u dubinsku fazu testiranja na staničnim modelima i eksperimentalnim životinjama u mojem laboratoriju u Torontu, objašnjava nam profesor Štagljar.

Jednostavno rečeno, zaključuje profesor Štagljar, umjetna inteligencija djeluje kao iznimno snažan ubrzač razvoja medicine . To je akcelerator koji pretvara medicinu iz takozvane reaktivne u proaktivnu znanost.

- Njezina je najveća snaga u obradi goleme količine podataka koje ljudski mozak jednostavno ne može samostalno procesuirati. Riječ je o analizi milijardi molekula i interpretaciji kompleksnih medicinskih snimki. A to nam onda omogućuje da uočimo uzroke bolesti puno ranije, puno točnije nego dosad, čime onda izravno povećavamo mogućnosti za preživljavanje pacijenata. Dakle, umjetna inteligencija nam daje prednost u vremenu, a znate i sami da je vrijeme u onkologiji najdragocjeniji resurs, zaključuje.

Utjecaj AI-a u medicinskoj dijagnostici

Danas najveći utjecaj AI-a profesor Štagljar vidi u dijagnostici, posebno u analizi radioloških i patohistoloških slika, gdje umjetna inteligencija služi kao second pair of eyes, odnosno drugi par očiju koji minimizira ljudski umor i previde.

- Ovdje umjetna inteligencija prije svega analizira mamografije, računalnu tomografiju (CT) i snimke magnetske rezonancije (MR), brže i temeljitije nego ljudsko oko. A što se tiče ranog otkrivanja, ono je apsolutno ključno u liječenju protiv raka, osobito u državama kao što je Hrvatska, jer visoka smrtnost kod nas često proizlazi iz prekasnog otkrivanja bolesti. U ovom slučaju umjetna inteligencija može drastično smanjiti broj pogrešnih dijagnoza i ubrzati donošenje kritičnih odluka u svakodnevnoj kliničkoj praksi.

Nedvojbena je sposobnost umjetne inteligencije da predvidi bolest i prije nego se pojave prve stanice tumora, potvrđuje naš sugovornik.

- Da, da, to je pitanje koje pogađa u samu srž budućnosti medicine. Dakle, iako je rak djelomično bolest genoma, dakle posljedica oštećenih  gena, važno je naglasiti da je samo između 7 i 10 posto svih tumora izravno nasljedno. A većina mutacija nastaje tijekom života zbog utjecaja iz okoliša, starenja, ali i u velikoj mjeri zbog lošeg životnog stila, poput pušenja, nezdrave prehrane, alkohola. Danas znanstvenici razvijaju algoritme koji u kapljici krvi analiziraju mikroskopske promjene u našim DNA, u takozvanoj tekućoj biopsiji, (eng. liquid biopsy), kako bi procijenili rizik oboljenja godinama unaprijed. Ali ovdje moram naglasiti jednu bitnu stvar, a to je da nam umjetna inteligencija može reći koliki nam je rizik, ali mi smo ti koji dalje držimo ključ prevencije u svojim rukama odlukama koje svakodnevno donosimo.

Zlatno doba onkologije

U idućim godinama možemo očekivati pozitivne pomake u borbi protiv raka. Prema mišljenju profesora Štagljara, nalazimo se u „zlatnom dobu onkologije“.

- Velik pomak u liječenju raka su mRNA cjepiva. Ona su personalizirana, dakle umjetna inteligencija je tu isto uključena. Analizira jedinstveni tumor pacijenata i izrađuje uputu, dakle mRNA molekulu, koja imunosnom sustavu kaže točno koje stanice treba napasti, slično kao kod cjepiva protiv COVID-19, ali u ovom slučaju to je usmjereno na rak. A što se tiče CAR-T terapije, ona je još radikalnija. U kratkoj proceduri pacijentu se uzmu njegove obrambene stanice, T-limfociti, koje u laboratoriju onda genetski reprogramiramo. To znači da ih na neki način reprogramiramo u takozvane smart killerse, odnosno pametne ubojice, i nakon toga ih vraćamo u tijelo da unište rak, objašnjava profesor Štagljar.

Stajalište je profesora Štagljara da te inovacije, uz brzinu kojom onda umjetna inteligencija dizajnira te nove pristupe, daju realnu nadu da ćemo rak  u vrlo bliskoj budućnosti pretvoriti u kroničnu bolest s velikim udjelom izlječivih slučajeva.

Izazovi i ograničenja umjetne inteligencije u medicini

Sve ove prednosti umjetne inteligencije u borbi protiv raka prate i ograničenja i rizici, ponajprije zbog "prevelikog povjerenja" u algoritme, ali i zaštite privatnosti pacijenata.

A profesor Štagljar smatra da je najveće tehničko ograničenje kvaliteta podataka.

- U informatici postoji pravilo garbage in, garbage out, odnosno smeće unutra, smeće van. Ako umjetnu inteligenciju hranimo nepotpunim ili netočnim podacima, dobit ćemo nepouzdan rezultat. Dakle, vrlo jednostavno. Puno dublji problem je takozvani fenomen crne kutije (eng. black box). To se događa kada sustav umjetne inteligencije, nakon obrade milijardi parametara, donese točnu dijagnozu ili preporuku za lijek, ali onda mi znanstvenici i liječnici ne možemo točno vidjeti put kojim je došao do tog zaključka. Dakle, algoritam nam kaže  što trebamo učiniti , ali ne  objašnjava uvijek zašto. I u medicini je to rizično jer ako ne razumijemo logiku iza te odluke, onda teško možemo uočiti moguću pogrešku ili predvidjeti nuspojave kod specifičnog pacijenta. Dakle, postoji opasnost od prevelikog povjerenja gdje bismo mogli prestati preispitivati tehnologiju. Ako se onda potpuno oslonimo na algoritme, gubimo kritičko razmišljanje.

Umjetna inteligencija nikad ne smije zamijeniti ljudski nadzor, kliničku intuiciju ili ono što je najvažnije, ljudsku empatiju, ističe profesor Štagljar.

Profesor Štagljar je u emisiji Izaberi zdravlje najavio veliki svjetski znanstveni skup od 1. do 3. srpnja u Splitu. U suradnji s Mediteranskim institutom za istraživanje života (MedILS), Sveučilištem u Splitu i Gradom Splitom, organizira simpozij pod nazivom AI-Powered Medicine: From Discovery to Impact. U Split bi trebali doći najistaknutiji članovi svjetske farmaceutske industrije i akademske zajednice, te vodeće kompanije u primjeni generativne umjetne inteligencije za razvoj lijekova.