UK Biobank dovršava najveći svjetski projekt skeniranja cijelog tijela

U izvanrednom postignuću koje već utječe na način na koji otkrivamo i dijagnosticiramo bolesti, UK Biobank je završio najveći svjetski projekt skeniranja cijelog tijela, skenirajući mozak, srce, trbuh, krvne žile, kosti i zglobove 100 000 volontera. Ova skeniranja, provedena u ovom opsegu, pokazuju nam što se događa u tijelima ljudi kako stare, kako bismo mogli razumjeti kako, zašto i kada se razbolimo.

Od 2015. godine, podaci slikovnih podataka UK Biobank objavljivani su u serijama, a znanstvenici diljem svijeta koriste te podatke za razvoj boljih dijagnostičkih testova za po život opasna stanja poput srčanih bolesti, demencije i raka. Uskoro će odobreni istraživači imati pristup više od milijardu anonimiziranih slika od 100 000 volontera. Koristeći ovo uz postojeće informacije UK Biobank o načinu života, medicinskoj povijesti, genetici i krvnim proteinima prikupljenim od istih tih volontera tijekom proteklih 15 godina, ovi podaci slikovnih podataka omogućuju istraživačima da vide, na načine koji su prije bili nemogući, kako svi aspekti naših života utječu na naše zdravlje.

Do danas je objavljeno više od 1300 recenziranih znanstvenih radova koristeći slikovne podatke UK Biobank. Rezultati ovog istraživanja već poboljšavaju skrb u NHS-u i šire. Na primjer:

• Memorijalne bolnice NHS-a diljem Ujedinjenog Kraljevstva sada koriste procese razvijene od strane UK Biobank za analizu MRI slika mozga, što pomaže u preciznijem dijagnosticiranju demencije.
• Kardiološka skrb poboljšana je u više od 90 zemalja jer liječnici koriste alat umjetne inteligencije razvijen korištenjem podataka britanske biobanke za analizu snimaka srca za manje od sekunde - u odnosu na gotovo četvrt sata prije - što im omogućuje da se usredotoče na one slučajeve koji zahtijevaju najviše pažnje.

Nakon 11 godina rada, 100 000 sesija skeniranja, od kojih je svaka trajala oko 5 sati, i ulaganja od preko 60 milijuna funti, UK Biobank je dosegao ovu značajnu prekretnicu.

Neviđeni razmjeri ovog projekta snimanja – više od 10 puta veći od svega što je ikada prije postojalo – omogućuju znanstvenicima da vide obrasce u bolestima koje bi inače bile neotkrivene. Prikupljanje snimaka od 100 000 volontera činilo se kao neostvariv san... neki su stručnjaci čak pitali jesmo li greškom dodali još jednu nulu! Ovaj masivni projekt snimanja čini nevidljivo vidljivim. Štoviše, kombinirajući ove slike različitih dijelova tijela sa svim genetskim i vitalnim informacijama od naših volontera, znanstvenici stječu puno bolje razumijevanje kako naša tijela funkcioniraju.

Sir Rory Collins, profesor, glavni istraživač i izvršni direktor, UK Biobank

Tijekom svake sesije, od svake osobe prikupljeno je više od 12 000 MRI slika mozga, srca i abdomena, kao i snimke cijelog tijela za mjerenje gustoće kostiju i tjelesne masti te ultrazvučni pregled karotidnih arterija. Svaki je volonter također dao iste detaljne informacije koje je imao kada je prvi put sudjelovao u UK Biobank prije gotovo 15 godina, uključujući podatke o načinu života, fizičke atribute (kao što su visina, težina i snaga stiska) i uzorak krvi.

„Prijavila sam se za skeniranje jer želim pomoći u stvaranju zdravije budućnosti za sve nas. Zato sam prije više od 15 godina prvi put postala volonterka UK Biobank – kako bih bila na usluzi znanstvenicima koji tako naporno rade za buduće generacije“, rekla je Alison, članica Savjetodavne skupine sudionika UK Biobank.

Podaci snimanja u ovoj mjeri pružaju više informacija o rijetkim bolestima i različitim stadijima uobičajenih bolesti. Znanstvenici također mogu bolje usporediti zdrava tijela s onima s više bolesti, što im u konačnici omogućuje pronalaženje snažnijih markera bolesti.

„Studija snimanja provedena u UK Biobanku zauvijek je promijenila krajolik biomedicinskih istraživanja. Ogromna količina podataka omogućila je velike proboje u računalnoj analizi slika. Istraživači sada mogu mjeriti veličinu, oblik i sastav gotovo svakog organa i tkiva u tijelu u sekundama, a ne satima po osobi“, rekla je profesorica Louise Thomas, profesorica metaboličkog snimanja na Sveučilištu Westminster.

Uz prednosti koje već danas koriste pacijentima, ovi slikovni podaci potiču temeljnu znanost koja bi trebala dovesti do novih dijagnostičkih testova i tretmana. Među tim napredcima su:

• Razvoj AI modela koji stvara personaliziranu verziju zdravog srca (na temelju dobi, spola, težine i visine osobe) koja se može koristiti za otkrivanje razlika između pacijentovog stvarnog srca i modela zdravog srca te otkrivanje ranih znakova srčanih bolesti.
• Otkriće da naši organi mogu biti biološki stariji od naše kronološke dobi omogućit će liječnicima da iz tjelesnih snimaka i kliničkih podataka vide koji su organi u riziku od razvoja bolesti i pronađu načine da to spriječe, što će u konačnici produžiti život.
• Otkrivanje novih veza između srca i mozga. Na primjer, kako strukturne promjene u srcu povećavaju rizik od mentalnih poremećaja, uključujući depresiju. To je važno za razumijevanje bolesti mozga.
• Demonstracija kako se invazivni kirurški postupak može zamijeniti magnetskom rezonancom za dijagnozu i praćenje uobičajene bolesti, masne bolesti jetre.
• Predviđanje ranog početka 38 bolesti kombiniranjem MRI slika s drugim zdravstvenim podacima i korištenjem umjetne inteligencije, demonstrirajući moć napredne tehnologije u predviđanju zdravstvenih rizika mnogo prije pojave simptoma.
• Nalazi pokazuju da je pijenje jedne do dvije jedinice alkohola dnevno povezano s potencijalno štetnim smanjenjem veličine i strukture mozga, što vjerojatno dovodi do povećanog rizika od gubitka pamćenja i demencije.
• Pokazivanje da ljudi s istim BMI-om mogu pohranjivati masnoću vrlo različito zbog genetike – povećavajući rizik od bolesti poput dijabetesa i srčanih bolesti kod nekih, dok je kod drugih štiteći.
• Korištenjem DEXA skeniranja otkriveno je da 1 od 10 osoba srednje dobi bez drugih simptoma ima kalcifikacije u abdominalnoj aorti (glavnoj krvnoj žili tijela) - stanje koje se često ne dijagnosticira, ali je smrtonosno.

Podaci na ovoj skali otvaraju mogućnost korištenja strojnog učenja za predviđanje bolesti godinama prije pojave simptoma.

„Fantastično je da je UK Biobank prikupio toliko bogatstvo podataka od velikodušnih volontera, a snimke dodaju još jedan sloj izvrsnih detalja. Jedna nedavna studija koristila je snimke mozga 20 000 sudionika, podatke o aktivnosti i genetiku kako bi razvila alat umjetne inteligencije koji predviđa tko je u riziku od Alzheimerove i Parkinsonove bolesti. Veselim se vidjeti što će otkriti snimke 100 000 ljudi!“, rekao je profesor Paul Matthews, predsjednik Radne skupine za snimanje UK Biobank.

Projekt je također pridonio globalnoj demokratizaciji pristupa slikovnim podacima pretvaranjem MR slika u podatke koje mogu koristiti istraživači izvan područja snimanja, uključujući znanstvenike u zemljama s manje resursa.

„Dobili smo nevjerojatne povratne informacije od istraživača diljem svijeta o tome kako projekt snimanja koristi rezultate u područjima znanosti koja prije nisu razmatrala korištenje podataka skeniranja tijela“, rekla je profesorica Naomi Allen, glavna znanstvena direktorica UK Biobank.

Projekt snimanja UK Biobank započeo je kao pilot-projekt 2014. s više od 7000 volontera – rekord u to vrijeme. Glavna faza započela je 2016. godine, pozivanjem 100 000 od 500 000 volontera UK Biobank na sudjelovanje u 5-satnim sesijama snimanja u jednom od četiri namjenska centra diljem zemlje. Projekt i dalje poziva volontere na sesije snimanja nakon što je dosegao cilj od 100 000 sudionika.

Druga faza projekta započela je 2022. godine i ima za cilj ponovno skenirati 60 000 od tih 100 000 sudionika najranije dvije godine nakon njihove prve sesije snimanja. Ovaj projekt je u tijeku i očekuje se da će biti dovršen do 2029. godine.

Podaci UK Biobank dostupni su odobrenim istraživačima u serijama putem sigurne platforme za analizu istraživanja UK Biobank u oblaku (UKB-RAP). Očekuje se da će podaci o snimanju svih 100 000 sudionika biti dostupni istraživačima do kraja 2025. godine.