Pesquisadores da Faculdade de Medicina LKS da Universidade de Hong Kong (HKUMD) desenvolveram uma ferramenta de inteligência artificial que pode ajudar a prever problemas cardiovasculares graves anos antes do aparecimento dos sintomas.
O sistema, conhecido como CardiomixScore, utiliza dados de um exame de sangue para prever o risco futuro de uma pessoa ter seis principais doenças cardiovasculares (DCV): doença arterial coronariana, acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca, fibrilação atrial, doença arterial periférica e tromboembolismo venoso. Em indivíduos de maior risco, o modelo foi capaz de identificar sinais de alerta até 15 anos antes do início clínico.
Os resultados são publicados Comunicação da natureza.
Um exame de sangue que captura a saúde atual
As doenças cardiovasculares continuam a ser a principal causa de morte em todo o mundo, sendo responsáveis por aproximadamente 19,8 milhões de mortes só em 2022.
Os médicos normalmente avaliam o risco cardiovascular examinando fatores como idade, pressão arterial, histórico de tabagismo e outras medidas clínicas padrão. Estes indicadores são úteis, mas não podem revelar as primeiras alterações biológicas que ocorrem dentro do corpo antes de uma doença se tornar aparente.
Como resultado, algumas pessoas podem não ser identificadas como de alto risco até que a melhor oportunidade para a prevenção já comece a diminuir.
Os testes de risco genético fornecem outra maneira de estimar a probabilidade de uma pessoa desenvolver a doença. A pontuação de risco poligénico, por exemplo, combina os efeitos de muitas variantes genéticas numa única medida de risco herdado. No entanto, a composição genética de uma pessoa é em grande parte fixada no nascimento.
Isso significa que as pontuações genéticas podem não refletir totalmente as mudanças mais imediatas causadas pela dieta, exercício, envelhecimento, doenças, exposições ambientais ou outras influências na saúde.
CardioMixCore foi projetado para fornecer uma imagem mais atual do que está acontecendo dentro do corpo.
IA integra milhares de sinais biológicos
Para desenvolver a ferramenta, a equipe do HKUMed utilizou aprendizado profundo para combinar diferentes camadas de dados biológicos. Essa abordagem é conhecida como multiômica porque combina dados de diferentes campos da biologia, incluindo genômica, metabolômica e proteômica.
A genômica examina a informação genética. A proteômica concentra-se nas proteínas, que desempenham muitas funções essenciais no corpo. A metabolômica estuda pequenas moléculas chamadas metabólitos, que são produzidas à medida que o corpo processa os alimentos, gera energia e responde a doenças.
Os pesquisadores analisaram dados populacionais em grande escala do UK Biobank. O modelo examinou 2.920 proteínas circulantes e 168 metabólitos medidos em amostras de sangue.
Juntas, essas moléculas podem fornecer um instantâneo detalhado do estado biológico atual de um indivíduo. Eles podem refletir mudanças sutis na atividade imunológica, no metabolismo e na saúde vascular antes do desenvolvimento dos sintomas sintomáticos.
“Os genes determinam de onde começamos – eles definem nosso risco básico para a saúde. No entanto, as proteínas e os metabólitos refletem nossa saúde física atual. Nossa ferramenta de IA foi projetada para decodificar esses sinais moleculares complexos, permitindo que os médicos identifiquem doenças potenciais e mudanças oportunas no estilo de vida e prevenção precoce”, explicou o professor Zhang Qingpeng, professor associado de farmacologia e farmácia na HKUMed.
Seis preditores de doenças cardiovasculares
Os resultados mostram que o CardiomicScore pode transformar medições moleculares complexas em estimativas personalizadas de risco cardiovascular.
O sistema teve um desempenho significativamente melhor do que as pontuações de risco poligênico convencionais. Sua precisão melhorou ainda mais quando os pesquisadores adicionaram informações clínicas como idade e sexo.
O modelo foi projetado para avaliar o risco de doença arterial coronariana, acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca, fibrilação atrial, doença arterial periférica e tromboembolismo venoso.
A fibrilação atrial é um batimento cardíaco irregular que pode aumentar o risco de acidente vascular cerebral e outras complicações. A doença arterial periférica ocorre quando os vasos sanguíneos estreitados reduzem a circulação nos órgãos. O tromboembolismo venoso refere-se a um coágulo sanguíneo perigoso que se forma em uma veia e pode chegar aos pulmões.
Em indivíduos de alto risco, Cardiomyxor pode identificar risco cardiovascular elevado até 15 anos antes do aparecimento dos sintomas.
Passar do tratamento para a prevenção precoce
A pesquisa reflete uma ampla mudança na medicina de precisão.
Os métodos genéticos tradicionais fornecem estimativas relativamente específicas do risco hereditário. As ferramentas multiômicas podem oferecer avaliações mais dinâmicas, rastreando sinais biológicos que mudam ao longo do tempo.
No futuro, uma pequena amostra de sangue poderá ser potencialmente utilizada para criar um perfil de risco detalhado que abranja múltiplas doenças cardiovasculares. Esta informação pode dar aos pacientes e médicos mais tempo para responder com mudanças no estilo de vida, monitorização rigorosa ou outras medidas preventivas.
O professor Zhang acrescentou: “Nosso objetivo é usar a tecnologia para detectar e prevenir doenças antes que elas se desenvolvam. Ao mudar a gestão da saúde do tratamento reativo para a previsão e intervenção proativa, pretendemos causar um impacto duradouro tanto na saúde pública quanto no atendimento individual ao paciente”.
Sobre a equipe de pesquisa
A pesquisa foi liderada pelo Professor Zhang Qingpeng, Professor Associado de Farmacologia e Farmácia, HKUMed e HKU Musketeers Foundation Institute of Data Science (IDS).
O primeiro autor é Luo Yan da HKU IDS.
