Arrenca GLIOGEN-X, un projecte europeu per desenvolupar "biòpsies virtuals" de tumors cerebrals amb IA

Arrenca GLIOGEN-X “From Magnetic Resonance Imaging to Molecular Signatures: Generative AI for Virtual Biopsy in Gliomas”, el projecte de recerca que té com a objectiu verificar si les imatges de ressonància magnètica (RM) cerebral ja contenen la informació necessària per caracteritzar el perfil molecular dels gliomes. Es tracta d'un nou enfocament en la neurooncologia, basat en l'aplicació de la Intel·ligència Artificial (IA), per demostrar com les tècniques d'imatge poden proporcionar informació sobre les característiques moleculars del tumor, cap a un procés diagnòstic no invasiu i personalitzat.

La UOC participa en el projecte a través del grup de recerca NeuroADaS Lab Cognitive Neuroscience and Applied Data Science Lab, adscrit a l’eHealth Centre.. El projecte el coordina la PIME de Siena Siena Imaging s.r.l., i compta també com a socis amb la Fondazione Toscana Life Sciences (TLS), la Universitat de Manchesteri la Northern Care Alliance NHS Foundation Trust (entitat afiliada). És un dels 7 projectes finançats per l'European Innovation Council (EIC) en el marc d’una convocatòria Pathfinder Challenges, dedicada a la recerca de frontera d'alt risc i alt potencial. GLIOGEN-X està finançat amb un pressupost total de 3.996.043,38 euros per a una durada de 4 anys.

“Per a la UOC, formar part d’un projecte europeu EIC Pathfinder com GLIOGEN-X és especialment rellevant, tant per l’alt nivell de competitivitat d’aquest programa com per l’ambició científica dels projectes que s'impulsen en recerca en el càncer. Aquesta participació reforça el compromís de la UOC amb una recerca capdavantera, interdisciplinària i orientada a generar un impacte real en la salut i en la vida de les persones”, afirma Ferran Prados, investigador principal del NeuroADaS Lab.

El focus del projecte, els gliomes, són els tumors cerebrals més comuns en adults, amb més de 27.700 nous casos a l'any a Europa. Entre aquests, la forma més agressiva, el glioblastoma, té una supervivència mitjana de 12-15 mesos. A més, s'estima que la incidència dels tumors del sistema nerviós central creixerà un 50% per al 2045. Avui dia, el diagnòstic i la selecció terapèutica es basen en el perfil molecular del tumor, “llegible” únicament mitjançant la biòpsia: procediments invasius i no sempre practicables, com en el cas de pacients fràgils o amb tumors en localitzacions profundes.

L’objectiu és el desenvolupament de biòpsies virtuals

GLIOGEN-X té el propòsit de desenvolupar un model de «biòpsia virtual» a partir de més de 3.000 ressonàncies magnètiques anotades, procedents dels hospitals de Manchester i Sheffield: és a dir, predir el perfil molecular del glioma directament a partir de les imatges de ressonància magnètica (RM). El projecte, per tant, neix amb la finalitat de validar el principi que les imatges contenen la informació molecular necessària per al diagnòstic d'aquesta tipologia de tumors, identificant les mutacions específiques a partir de les quals es classifiquen. Siena Imaging ja ha obtingut en aquest àmbit resultats preliminars positius, amb una precisió del 86-96% en la predicció dels principals subtipus moleculars dels gliomes en recerques anteriors.

La recerca s'articula entorn de tres pilars: intel·ligència artificial generativa que creï imatges de RM sintètiques “similars” a les característiques de cada tipus de glioma, la qual cosa permetrà obtenir conjunts de dades disponibles per a la comunitat científica per estudiar la malaltia; investigar i verificar l'existència d'una “empremta biològica” molecular detectable en les imatges de RM; desenvolupar models algorítmics interpretables (enfocament no black-box), capaços de predir de manera no invasiva i amb la màxima precisió les característiques moleculars dels gliomes, tot plegat realitzat mitjançant una infraestructura d'”aprenentatge federat” (federated learning) que permeti als hospitals col·laborar sense transferir les dades dels pacients, i per tant, en compliment del RGPD i de l'AI Act.

“Per part de la UOC posem a disposició del projecte la nostra experiència en aprenentatge federat per dissenyar, implementar i posar en funcionament una infraestructura que permeti entrenar i validar els models d’intel·ligència artificial de manera distribuïda, segura i escalable. Ens permetrà aprofitar la diversitat de les dades procedents de diversos centres, millorant la robustesa i la capacitat de generalització dels models, tot respectant la privacitat i el marc normatiu europeu”, explica Prados. “Paral·lelament, explorarem, sempre que sigui científicament útil i tècnicament possible, la contribució de les dades sintètiques per ampliar la variabilitat disponible per a l’entrenament i ajudar a superar algunes de les limitacions relacionades amb l’escassetat i l’heterogeneïtat de les dades clíniques”, afegeix.

GLIOGEN-X podria obrir la via al diagnòstic molecular també per a aquells pacients que avui no es poden sotmetre a procediments diagnòstics i quirúrgics invasius. El projecte pretén a més produir una plataforma i una col·lecció de dades reutilitzables, com a actius europeus per a una intel·ligència artificial fiable en la salut. L'enfocament de recerca definirà amb més claredat fins a quin punt la ressonància magnètica pot revelar la biologia del tumor.

Aquest projecte s'emmarca en les missions de recerca de la UOC Salut i benestar planetari i Tecnologia ètica i humana, i contribueix als objectius de desenvolupament sostenible (ODS) de l'ONU número 3, salut i benestar.

Recerca amb impacte i vocació transformadora

A la UOC entenem la recerca com una eina estratègica per avançar cap a una societat de futur més crítica, responsable i inconformista. Des d'aquesta visió, desenvolupem una recerca aplicada, interdisciplinària i connectada amb els grans reptes socials, tecnològics i educatius. 

Els més de 500 investigadors i investigadores i els més de 50 grups de recerca de la UOC treballen al voltant de cinc unitats de recerca centrades en cinc missions: educació al llarg de la vida, tecnologia ètica i humana, transició digital i sostenibilitat, cultura per a una societat crítica, i salut digital i benestar planetari.

A més, la Universitat impulsa la transferència de coneixement i l'emprenedoria de la comunitat UOC amb la plataforma Hubbik.

Més informació: www.uoc.edu/ca/recerca