Wetenschappers van het Imperial College London hebben CardioKG ontwikkeld, een AI-tool die genen identificeert die verband houden met hartziekten en de ontdekking van geneesmiddelen versnelt door hartbeeldgegevens van de UK Biobank te combineren met grote medische databases. Hart- en vaatziekten veroorzaken jaarlijks 1,7 miljoen sterfgevallen in de Europese Unie. Volgens de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling zijn hart- en vaatziekten de belangrijkste doodsoorzaak en invaliditeit in de Europese Unie. Deze omstandigheden treffen 62 miljoen mensen in de regio. De nieuwe studie introduceert CardioKG als reactie op deze last, waardoor een nauwkeurigere identificatie van mogelijke behandelingen mogelijk wordt. CardioKG vertrouwt op hartbeeldgegevens verzameld van duizenden deelnemers aan de UK Biobank. Deze dataset omvat patiënten bij wie atriale fibrillatie, hartfalen en hartaanvallen zijn vastgesteld, naast gezonde vrijwilligers. Onderzoekers gebruikten deze gedetailleerde scans om structurele hartinformatie te koppelen aan genetische en farmacologische gegevens. De tool maakt gebruik van kennisgrafieken, die uiteenlopende elementen van medische informatie met elkaar verbinden. “Een van de voordelen van kennisgrafieken is dat ze informatie over genen, medicijnen en ziekten integreren”, zegt Declan O'Regan, groepsleider van de Computational Cardiac Imaging Group van het MRC Laboratory of Medical Sciences, Imperial College London. Deze integratie maakt voorspellingen mogelijk over welke medicijnen specifieke hartaandoeningen met grotere nauwkeurigheid kunnen aanpakken. Onderzoekers geven aan dat de methodologie gepersonaliseerde zorg ondersteunt door behandelingen af te stemmen op de hartfunctiepatronen van een individu, afgeleid van beeldvorming. De aanpak gaat verder dan hartziekten, omdat de op beeldvorming gebaseerde kennisgrafiek zich kan aanpassen aan andere medische beeldvormingstoepassingen, zoals die voor hersenaandoeningen en obesitas. Het opnemen van hartbeeldgegevens in de kennisgrafiek verbeterde de detectie van nieuwe genen en medicijnen. “Dit betekent dat je meer macht hebt om ontdekkingen te doen over nieuwe therapieën. We ontdekten dat het opnemen van hartbeelden in de grafiek de manier veranderde hoe goed nieuwe genen en medicijnen konden worden geïdentificeerd”, aldus O'Regan. De analyse identificeerde methotrexaat, een medicijn dat vaak wordt voorgeschreven voor reumatoïde artritis, als een kandidaat voor de behandeling van patiënten met hartfalen. Gliptins, een klasse medicijnen die worden gebruikt voor de behandeling van diabetes, kwamen naar voren als potentieel gunstig voor personen met atriale fibrillatie. Aanvullende bevindingen wezen op een mogelijk beschermend effect van cafeïne bij bepaalde patiënten met atriumfibrilleren. Onderzoekers benadrukten dat deze observatie geen veranderingen in de consumptiegewoonten van cafeïne rechtvaardigt. Toekomstige ontwikkelingen zullen CardioKG ontwikkelen tot een dynamisch, patiëntgericht raamwerk. “Voortbouwend op dit werk zullen we de kennisgrafiek uitbreiden tot een dynamisch, patiëntgericht raamwerk dat echte ziektetrajecten vastlegt”, zegt Khaled Rjoob, de eerste auteur van de studie en een data science-onderzoeker aan het Imperial College London. Deze uitbreiding heeft tot doel gepersonaliseerde behandelingsopties en voorspellingen van het begin van de ziekte te vergemakkelijken.
