Un român a dezvoltat un sistem revoluționar care poate depista precoce nouă forme de cancer, analizând doar o picătură de sânge

La mansarda unei case din Geaca, un sat pierdut în Câmpia Transilvaniei, un cercetător independent se conectează constant la două supercomputere din SUA și, cu ajutorul inteligenței artificiale, lucrează la dezvoltarea celui mai bun sistem din lume de diagnosticare a cancerului în formă incipientă.

Pare o scenă desprinsă dintr-un film, nu-i aşa? Ei, bine, nu. Proiectul neurologului Alexandru Floareș tocmai a primit o finanțare de 50.000 de euro prin programul Orizont 2020 al Uniunii Europene, cel mai important instrument financiar prin care Bruxelles-ul susține cercetarea și inovarea. „E un test multi-cancer și, fără falsă modestie, cred că e cel mai bun existent în lume”, spune, abrupt, cercetătorul, în vârstă de 57 de ani.

Cum și ce se face

Sistemul de diagnosticare se numește Artificial Intelligence System for Multi-Cancer Detection Support (AI-MICADIS). Pe scurt, pacientului i se prelevă doar o picătură de sânge, care este transmisă spre analiză moleculară unor laboratoare partenere. Acestea vor livra înapoi datele legate de concentrația unor molecule numite microRNA, care joacă un rol important în dezvoltarea cancerului. După aceea, datele pacientului vor fi introduse în sistemul AI-MICADIS, care le va confrunta, folosind un algoritm de învățare profundă – o ramură a inteligenței artificiale -, cu o bază de date ce conține analizele similare a mii de alte persoane.

„Aici intervine inteligența artificială. Algoritmul de învățare profundă extrage datele relevante și stabilește relația dintre nivelurile de concentrație a microRNA și apariția cancerului”, explică Alexandru Floareș.

Folosind acest algoritm, se pot diagnostica cu precizie de 99% nouă tipuri de cancer: la esofag, tract biliar, sân, ficat, vezică, stomac, ovar, colon și pancreas. Foarte important este că prin această metodă neinvazivă, cancerul poate fi diagnosticat în faza sa cea mai de început, chiar înainte de a fi detectat prin metode imagistice (Computer Tomograf, RMN, radiografie, ecografie etc). „De aceea este atât de important testul nostru, fiindcă majoritatea cancerelor sunt curabile, dacă sunt detectate la timp”, mai spune cercetătorul.

Algoritmul de la Geaca

În absența utilizării inteligenței artificiale, calculele ar fi fost aproape imposibil de făcut de creierul uman, spune cercetătorul. Pentru a pune la punct metoda, el a beneficiat de datele publice ale unor studii efectuate în mai multe țări, în special în SUA, dar și de date prelevate de medici oncologi de la Cluj. În total, e vorba de datele a 5.000 de pacienți anonimi. „Am colaborat foarte bine cu Universitatea de Medicină și Farmacie și cu Institutul Oncologic din Cluj, unde medicii Ioana Neagoe și Ovidiu Bălăcescu au făcut și ei determinări moleculare pentru test”, spune neurologul. Interesul său pentru oncologie provine de la faptul că soția sa, Carmen, este chiar medic oncolog la Institutul Oncologic „Ion Chiricuță” din Cluj-Napoca.

De câțiva ani, soții Floareș au renunțat la agitația orașului, pentru a locui cam la o oră de Cluj-Napoca, la casa familiei din comuna Geaca, pe strada Valea Fâneții, asfaltată ca în palmă. Aici, la mansardă, într-o încăpere mică, două stații puternice de lucru, cu displayuri de mari dimensiuni și un panou scris cu carioci sunt „terenul de joacă”  al lui Alexandru Floareș. Dar, pentru executarea marilor calcule aferente extragerii și interpretării datelor, folosește două supercomputere ale unor centre de calcul din Statele Unite ale Americii, cu care are parteneriate de colaborare. În satele din Câmpia Transilvaniei nu e lucru mare ca viteza de internet pe cablu să ajungă la 1 Gb/s, astfel că să te conectezi de la distanță la un supercomputer din America e o floare la ureche, din punct de vedere tehnic.

Finanțarea de la Bruxelles

Alexandru Floareș a aplicat online pentru finanțare prin Orizont 2020, în 5 septembrie a.c. prin intermediul unei firme, pe nume Artificial Intelligence Expert (AIE), pe care a înființat-o în 2017, chiar pentru a obține finanțări pentru AI-MICADIS. Compania figurează ca fiind înregistrată la Cluj, dar activitatea se desfășoare la punctul de lucru de la Geaca.

„M-am ambiționat să depun proiectul după ce am văzut cu cât interes a fost primit singurul test similar de pe piață, CancerSEEK, dezvoltat de Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, din SUA. Știam că testul nostru e mult mai bun. Am făcut o comparație și e ca și când în Champions League o echipă bate pe alta cu 5-0”, exemplifică cercetătorul.

Concret, potrivit rezultatelor acestei comparații, depusă la dosarul de finanțare, acuratețea medie a diagnosticului este de 99% la AI-MICADIS, față de 70% la CancerSEEK, în vreme ce acuratețea medie în faza incipientă este de 99%, respectiv 43%.

La depunerea proiectului, AIE a beneficiat de consultanță de specialitate – contra cost – de la firma olandeză Catalyze, specializată chiar pe obținerea de finanțări în domeniul biomedical,. „Ei m-au ajutat cu «împachetarea» proiectului și fără ei nu știu dacă aș fi obținut finanțarea. Nu cred că m-aș fi descurcat de unul singur, ca să fac economie de câteva mii de euro”, spune cercetătorul.

Finanțarea vine prin intermediul programului european Orizont 2020 – Instrumentul pentru IMM-uri. Aceasta sursă de finanțare oferă sprijin pentru întregul ciclu de afaceri, de la conceptul afacerii și planificare (faza I) până la execuția planului de afaceri și demonstrare (faza II) și comercializare (faza III).

AI-MICADIS a primit aprobarea finanțării pentru faza I, în valoare de 50.000 de euro, în 19 octombrie. Săptămâna trecută, reprezentanța Comisiei Europene în România a anunțat public finanțarea, printr-un comunicat de presă. Potrivit acestuia, „fondurile alocate vor ajuta AIE în primele demersuri, precum stabilirea de parteneriate, efectuarea de studii sau stabilirea unei strategii optime de afaceri pentru a aduce pe piață produsul final”.

Faza I va începe în 1 decembrie și va dura șase luni, vreme în care trebuie puse la punct toate detaliile legate de trecerea de la idee la produs. În cadrul fazei II, se poate dezvolta ideea de afaceri. Valoarea grantului poate ajunge până la 2,5 milioane de euro, din care finanțarea europeană reprezintă 70%.

Sprijin din Houston și Frankfurt

La dosarul de finanțare au fost depuse mai multe scrisori de interes, din partea unor oncologi de renume mondial sau companii din domeniul biotehnologiei. Profesorul universitar George Călin, de la MD Anderson Cancer Center, din Houston, SUA, a fost unul dintre semnatarii unei astfel de scrisori.

„În mod clar, acesta ar putea să fie nu doar cel mai bun test multi-cancer de pe piață, dar și o schimbare de paradigmă în tot domeniul diagnosticului molecular”, a scris oncologul româno-american.

George Călin este considerat unul dintre părinții ideii că moleculele microRNA joacă un rol important în dezvoltarea cancerului. El va fi, mai departe, unul dintre consultanții proiectului.

O altă scrisoare este semnată de Christian Grabe, managerul companiei germane de biotehnologii Frankfurter Innovationszentrum (FIZ).

„Cunosc munca în domeniul inteligenței artificiale depusă de AIE și sunt impresionat de acuratețea modelului. (…) La FIZ considerăm că există o piață globală pentru testul multi-cancer al AIE și că acesta ar putea aduce o contribuție semnificativă în domeniul oncologiei de mare precizie”, a scris acesta.

Totodată, FIZ și-a asumat să analizeze datele a 1000 de pacienți folosind AI-MICADIS. Alte scrisori de susținere au semnat oncologii români Tudor Ciuleanu, reprezentant în România al Societății Europene pentru Oncologie Medicală sau Adrian Udrea.

Potrivit persoanelor familiare cu schema de finanțare Orizont 2020, AI-MICADIS poate fi considerat un succes doar odată ce a trecut de faza I. Mai departe, el se poate dezvolta tot cu finanțare europeană, prin faza 2, dar poate atrage și finanțări private sau achiziționarea integrală de o companie. Alexandru Floareș nu merge așa de departe cu planurile, ci spune doar că va continua lucrul alături de consultanții olandezi, pentru a ajunge la faza II.