L’algoritmo di Google può predire le metastasi?

Usare Google per prevedere come il tumore ai polmoni si diffonderà nel resto dell’organismo. È quanto propone uno studio pubblicato su Cancer Research condotto da un’équipe multi-disciplinare di esperti nel campo della matematica, dell’ingegneria e della medicina presso l’University of Southern California, lo Scripps Research Institute e il Memorial Sloan-Kettering Centre di New York. Secondo il modello proposto dagli autori, è possibile usare un algoritmo simile a quello usato da Google per indicizzare le pagine di Internet secondo il gradimento degli utenti per prevedere la direzione in cui le cellule del cancro al polmone si muovono dal tumore primario nel resto dell’organismo verso gli organi secondari dove formano le metastasi.

Nei loro esperimenti i ricercatori americani hanno costruito una sorta di mappa di invasione delle cellule del tumore al polmone basandosi su un sistema di simulazione, chiamato “modello di Markov in catena continua” (Mcmc), un algoritmo simile a quelli di PageRank e Viterbi usati da Google per misurare la popolarità dei siti Web e predire le pagine più visitate dagli utenti. Questo modello si basa sui dati autoptici di 163 pazienti affetti da cancro al polmone deceduti tra il 1914 e il 1943 nella regione di New England negli Stati Uniti, quando non erano ancora disponibili trattamenti di radio e chemioterapia, in modo da avere una visione più chiara di come progredisce questo tipo di tumore. In totale, nelle loro analisi gli studiosi hanno seguito il movimento di 619 metastasi in 27 siti diversi del corpo.  

I risultati hanno mostrato che le cellule tumorali del polmone non si spostano in in maniera lineare come finora si era ipotizzato, ma in più direzioni contemporaneamente. Infatti non solo possono muoversi dal tumore primario verso un sito metastatico e da questo verso altri siti secondari, ma possono anche tornare da un organo secondario verso il sito primario o ristabilire una nuova massa nel sito dove si trovano.

Inoltre nel processo di metastatizzazione, alcuni organi, come i linfonodi, il fegato e le ossa, agirebbero come spugne, dove le cellule tumorali tendono a fermarsi, mentre altri, come i reni e le ghiandole adrenali, agiscono da spreaders o diffusori, ossia facilitano la disseminazione ad altri organi. Secondo le previsioni del modello, la sede primaria di invasione sarebbe il fattore determinante nella progressione della malattia e dovrebbe quindi essere il target principale delle terapie.

“Questi risultati sono molto interessanti”, spiega Paul Newton, responsabile dello studio: “perché mostrano quanto Internet sia simile a un organismo vivente e questo permette di utilizzare gli strumenti sviluppati per il Web nella pratica clinica”. Dal punto di vista del paziente, visto che nella maggior parte dei casi sono le metastasi ad essere fatali, essere in grado di predire il movimento delle cellule tumorali nelle fasi iniziali del tumore è di vitale importanza. Sviluppare metodi diagnostici e trattamenti focalizzati agli organi spreaders potrebbe limitare la diffusione del tumore, riducendo l’entità delle metastasi e migliorando l’efficacia delle cure.

Riferimenti: Cancer Research doi: 10.1158/0008-5472.CAN-12-4488

Credits immagine: The Armed Forces Institute of Pathology (AFIP)/Wikipedia