Результаты показывают, что разработанный Пенном инструмент, который использует искусственный интеллект и машинное обучение для расшифровки смеси летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых клетками в образцах плазмы крови, может служить неинвазивным подходом для более жесткого скрининга. -выявление рака, например рака поджелудочной железы и яичников.
Результаты будут представлены на ежегодном собрании Американского общества клинической онкологии 4 июня А. Т. Чарли Джонсон, доктор философии, Ребекка В. Бушнелл, профессор физики и астрономии в Школе искусств и наук Пенна (Реферат № 5544).

«Это раннее исследование, но результаты очень многообещающие», – сказал Джонсон. "Данные показывают, что мы можем идентифицировать эти опухоли как на поздних, так и на самых ранних стадиях, что очень интересно. Если он разработан надлежащим образом для клинических условий, это потенциально может быть тест, который проводится на основе стандартного анализа крови, который может быть частью вашего ежегодного медицинского осмотра."
Соавторы: Эрика Л. Карпентер, доктор философии, директор Лаборатории циркулирующих опухолевых материалов и доцент-исследователь в Медицинской школе Перельмана, Янош Таньи, доктор медицинских наук, доцент кафедры акушерства и гинекологии, и Синтия Отто, доктор медицинских наук, доктор философии, директор служебной собаки Центр и профессор Школы ветеринарной медицины Пенна (Penn Vet). Покойный Джордж Прети, доктор философии из Центра химических чувств Монелла, также является соавтором.

Команда исследователей из Пенсильвании в настоящее время работает с VOC Health над коммерциализацией устройства, наряду с другими, для исследований и клинических применений.
Электронная система обоняния – «e-нос» – оснащена наносенсорами, откалиброванными для определения состава ЛОС, которые выделяются всеми клетками.

Предыдущие исследования исследователей показали, что ЛОС, выделяемые из тканей и плазмы пациентов с раком яичников, отличаются от летучих органических соединений, выделяемых из образцов пациентов с доброкачественными опухолями.
Среди 93 пациентов, включая 20 пациентов с раком яичников, 20 пациентов с доброкачественными опухолями яичников и 20 пациентов контрольной группы соответствующего возраста без рака, а также 13 пациентов с раком поджелудочной железы, 10 пациентов с доброкачественным заболеванием поджелудочной железы и 10 пациентов контрольной группы, датчики пара различали ЛОС от рака яичников с точностью 95 процентов и рака поджелудочной железы с точностью 90 процентов. Инструмент также правильно идентифицировал всех пациентов (всего восемь) с раком на ранней стадии.
Подход технологии распознавания образов аналогичен тому, как работает собственное обоняние людей, когда определенная смесь соединений сообщает мозгу, что он чувствует.

Инструмент был обучен и протестирован, чтобы определить образцы ЛОС, более связанные с раковыми клетками, и те, которые связаны с клетками из здоровых образцов крови, за 20 минут или меньше.
Сотрудничество команды с Ричардом Пострелом, генеральным директором и директором по инновациям VOC Health, также привело к увеличению скорости обнаружения в 20 раз.
«Сотрудничество с исследователями из отдела физики и астрономии, Медицинской школы Перельмана и Penn Vet позволило нам усовершенствовать и интегрировать наши собственные инновации, что ускорило процесс коммерциализации», – сказал Пострел. "Первые прототипы коммерческих устройств, способных обнаруживать рак в жидкостях и парах, будут готовы в ближайшее время и будут предоставлены этим исследователям из Пенсильвании для дальнейшей работы."
В рамках связанных с VOC Health усилий, Джонсон вместе со своим соисследователем Бенджамином Абеллой, доктором медицины, магистром медицины, профессором экстренной медицины, получили двухлетний грант в размере 2 миллионов долларов от Национального центра национальных институтов здравоохранения по продвижению трансляционных технологий.

Науки для разработки портативного устройства, которое может обнаруживать характерный "запах" людей с COVID-19, которое основано на технологии обнаружения рака, примененной в этом исследовании.