Собаки, выявляющие рак предстательной железы

Рак предстательной железы, является второй причиной смерти от онкологических заболеваний среди мужчин во всём мире. Для рака предстательной железы необходима более чувствительная и специфичная диагностическая стратегия, выходящая за рамки скрининга по простатспецифическому антигену (PSA). 

Довериться чуткому носу собак для диагностики рака

Широко применяемые скрининговые тесты на простатспецифический антиген (PSA) могут не выявить агрессивный рак предстательной железы у мужчин или, наоборот, указывать на агрессивность рака в случаях низкого риска. Исследования альтернативных тестов продолжаются. Есть также исследование, показывающее, что собак можно обучить выявлять рак предстательной железы по образцам мочи с высокой точностью. Однако масштабный скрининг рака с помощью собак был бы неудобен.

Florin исследует вращающуюся установку с образцами мочи мужчин с раком предстательной железы и без него. Останавливаясь и глядя на образец, собака указывает на положительную по раку пробу и получает награду за правильный выбор.

Объединение способностей собак и искусственного интеллекта

Guest и коллеги решили объединить сильное обоняние собак с другими перспективными методами выявления, такими как искусственный интеллект, чтобы получить новые сведения, которые могли бы помочь разработке диагностических тестов на рак предстательной железы.

Исследователи обучили двух собак выявлять агрессивный рак предстательной железы по образцу мочи. Эти собаки для опухолей с оценкой по шкале Глисона 9, соответствующей высокоагрессивному раку предстательной железы, при выявлении показали 71% чувствительности (способности определять действительно положительные случаи) и 70 – 76% специфичности (способности правильно определять отрицательные случаи).

(A) Собаки, участвовавшие в эксперименте: Florin и Midas. (B) Ёмкости, в которых они обнюхивали образцы. (C) Держатели, на которых размещались металлические тестовые ёмкости с образцами. (D) Сравнение контрольных образцов с отрицательной биопсией и образцов рака в двойном слепом эксперименте.

Команда также применила к образцам мочи два лабораторных метода выявления: газовую хроматографию — масс-спектрометрию (GC-MS) летучих соединений и анализ естественно присутствующих в моче видов микроорганизмов. Оба метода выявили значимые различия между отрицательными и положительными по раку образцами.

Наконец, для определения конкретных частей спектроскопических данных, существенно способствовавших диагностике собак, исследователи запустили искусственную нейронную сеть (разновидность применения искусственного интеллекта) и использовали данные собак. Результаты показали, что более крупные исследования могли бы теснее объединить эти совершенно разные методологии для улучшения выявления распространённого рака предстательной железы и разработки новых диагностических инструментов, воспроизводящих обонятельные способности собак.

Комментарий одного из авторов исследования: «Мы показали, что работу собаки можно воспроизвести в виде датчиков и мозга, теперь пришло время поместить эту технологию в каждый смартфон».