Inteligența Artificială s-a mutat la sat. Un test dezvoltat la Geaca pe fonduri UE ar putea revoluționa detectarea cancerului

Alexandru Floareș a realizat un algoritm de învățare profundă care poate detecta cancerul| Foto: Vakarcs Loránd

La mansarda unei case din Geaca, un sat obscur, pierdut în Câmpia Transilvaniei, un cercetător independent se conectează constant la două supercomputere din SUA și, cu ajutorul inteligenței artificiale, lucrează la dezvoltarea celui mai bun sistem din lume de diagnosticare a cancerului în formă incipientă.

Pare o scenă desprinsă dintr-un film, nu-i aşa? Ei, bine, nu. Proiectul neurologului Alexandru Floareș tocmai a primit o finanțare de 50.000 de euro prin programul Orizont 2020 al Uniunii Europene, cel mai important instrument financiar prin care Bruxelles-ul susține cercetarea și inovarea. „E un test multi-cancer și, fără falsă modestie, cred că e cel mai bun existent în lume”, spune, abrupt, cercetătorul, în vârstă de 57 de ani.

Cum și ce se face

Sistemul de diagnosticare se numește Artificial Intelligence System for Multi-Cancer Detection Support (AI-MICADIS). Pe scurt, pacientului i se prelevă doar o picătură de sânge, care este transmisă spre analiză moleculară unor laboratoare partenere. Acestea vor livra înapoi datele legate de concentrația unor molecule numite microRNA, care joacă un rol important în dezvoltarea cancerului. După aceea, datele pacientului vor fi introduse în sistemul AI-MICADIS, care le va confrunta, folosind un algoritm de învățare profundă – o ramură a inteligenței artificiale -, cu o bază de date ce conține analizele similare a mii de alte persoane.

„Aici intervine inteligența artificială. Algoritmul de învățare profundă extrage datele relevante și stabilește relația dintre nivelurile de concentrație a microRNA și apariția cancerului”, explică Alexandru Floareș.

Folosind acest algoritm, se pot diagnostica cu precizie de 99% nouă tipuri de cancer: la esofag, tract biliar, sân, ficat, vezică, stomac, ovar, colon și pancreas. Foarte important este că prin această metodă neinvazivă, cancerul poate fi diagnosticat în faza sa cea mai de început, chiar înainte de a fi detectat prin metode imagistice (Computer Tomograf, RMN, radiografie, ecografie etc). „De aceea este atât de important testul nostru, fiindcă majoritatea cancerelor sunt curabile, dacă sunt detectate la timp”, mai spune cercetătorul.

Algoritmul de la Geaca

În absența utilizării inteligenței artificiale, calculele ar fi fost aproape imposibil de făcut de creierul uman, spune cercetătorul. Pentru a pune la punct metoda, el a beneficiat de datele publice ale unor studii efectuate în mai multe țări, în special în SUA, dar și de date prelevate de medici oncologi de la Cluj. În total, e vorba de datele a 5.000 de pacienți anonimi. „Am colaborat foarte bine cu Universitatea de Medicină și Farmacie și cu Institutul Oncologic din Cluj, unde medicii Ioana Neagoe și Ovidiu Bălăcescu au făcut și ei determinări moleculare pentru test”, spune neurologul. Interesul său pentru oncologie provine de la faptul că soția sa, Carmen, este chiar medic oncolog la Institutul Oncologic „Ion Chiricuță” din Cluj-Napoca.

De câțiva ani, soții Floareș au renunțat la agitația orașului, pentru a locui cam la o oră de Cluj-Napoca, la casa familiei din comuna Geaca, pe strada Valea Fâneții, asfaltată ca în palmă. Aici, la mansardă, într-o încăpere mică, două stații puternice de lucru, cu displayuri de mari dimensiuni și un panou scris cu carioci sunt „terenul de joacă”  al lui Alexandru Floareș. Dar, pentru executarea marilor calcule aferente extragerii și interpretării datelor, folosește două supercomputere ale unor centre de calcul din Statele Unite ale Americii, cu care are parteneriate de colaborare. În satele din Câmpia Transilvaniei nu e lucru mare ca viteza de internet pe cablu să ajungă la 1 Gb/s, astfel că să te conectezi de la distanță la un supercomputer din America e o floare la ureche, din punct de vedere tehnic.

Alexandru Floareș lucrează de peste zece ani în domeniul prelucrării „big data” | Foto: Vakarcs Loránd

Finanțarea de la Bruxelles

Alexandru Floareș a aplicat online pentru finanțare prin Orizont 2020, în 5 septembrie a.c. prin intermediul unei firme, pe nume Artificial Intelligence Expert (AIE), pe care a înființat-o în 2017, chiar pentru a obține finanțări pentru AI-MICADIS. Compania figurează ca fiind înregistrată la Cluj, dar activitatea se desfășoare la punctul de lucru de la Geaca.

„M-am ambiționat să depun proiectul după ce am văzut cu cât interes a fost primit singurul test similar de pe piață, CancerSEEK, dezvoltat de Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, din SUA. Știam că testul nostru e mult mai bun. Am făcut o comparație și e ca și când în Champions League o echipă bate pe alta cu 5-0”, exemplifică cercetătorul.

Concret, potrivit rezultatelor acestei comparații, depusă la dosarul de finanțare, acuratețea medie a diagnosticului este de 99% la AI-MICADIS, față de 70% la CancerSEEK, în vreme ce acuratețea medie în faza incipientă este de 99%, respectiv 43%.

La depunerea proiectului, AIE a beneficiat de consultanță de specialitate – contra cost – de la firma olandeză Catalyze, specializată chiar pe obținerea de finanțări în domeniul biomedical,. „Ei m-au ajutat cu «împachetarea» proiectului și fără ei nu știu dacă aș fi obținut finanțarea. Nu cred că m-aș fi descurcat de unul singur, ca să fac economie de câteva mii de euro”, spune cercetătorul.

Finanțarea vine prin intermediul programului european Orizont 2020 – Instrumentul pentru IMM-uri. Aceasta sursă de finanțare oferă sprijin pentru întregul ciclu de afaceri, de la conceptul afacerii și planificare (faza I) până la execuția planului de afaceri și demonstrare (faza II) și comercializare (faza III).

AI-MICADIS a primit aprobarea finanțării pentru faza I, în valoare de 50.000 de euro, în 19 octombrie. Bugetul total al fazei 1 este de 71.429 de euro. Săptămâna trecută, reprezentanța Comisiei Europene în România a anunțat public finanțarea, printr-un comunicat de presă. Potrivit acestuia, „fondurile alocate vor ajuta AIE în primele demersuri, precum stabilirea de parteneriate, efectuarea de studii sau stabilirea unei strategii optime de afaceri pentru a aduce pe piață produsul final”.

Faza I va începe în 1 decembrie și va dura șase luni, vreme în care trebuie puse la punct toate detaliile legate de trecerea de la idee la produs. În cadrul fazei II, se poate dezvolta ideea de afaceri. Valoarea grantului poate ajunge până la 2,5 milioane de euro, din care finanțarea europeană reprezintă 70%.

Sprijin din Houston și Frankfurt

La dosarul de finanțare au fost depuse mai multe scrisori de interes, din partea unor oncologi de renume mondial sau companii din domeniul biotehnologiei. Profesorul universitar George Călin, de la MD Anderson Cancer Center, din Houston, SUA, a fost unul dintre semnatarii unei astfel de scrisori.

„În mod clar, acesta ar putea să fie nu doar cel mai bun test multi-cancer de pe piață, dar și o schimbare de paradigmă în tot domeniul diagnosticului molecular”, a scris oncologul româno-american.

George Călin este considerat unul dintre părinții ideii că moleculele microRNA joacă un rol important în dezvoltarea cancerului. El va fi, mai departe, unul dintre consultanții proiectului.

O altă scrisoare este semnată de Christian Grabe, managerul companiei germane de biotehnologii Frankfurter Innovationszentrum (FIZ).

„Cunosc munca în domeniul inteligenței artificiale depusă de AIE și sunt impresionat de acuratețea modelului. (…) La FIZ considerăm că există o piață globală pentru testul multi-cancer al AIE și că acesta ar putea aduce o contribuție semnificativă în domeniul oncologiei de mare precizie”, a scris acesta.

Totodată, FIZ și-a asumat să analizeze datele a 1000 de pacienți folosind AI-MICADIS. Alte scrisori de susținere au semnat oncologii români Tudor Ciuleanu, reprezentant în România al Societății Europene pentru Oncologie Medicală sau Adrian Udrea.

Alexandru Floareș, în fața mansardei-centru-de-date | Foto: Vakarcs Loránd

Potrivit persoanelor familiare cu schema de finanțare Orizont 2020, AI-MICADIS poate fi considerat un succes doar odată ce a trecut de faza 1. Mai departe, el se poate dezvolta tot cu finanțare europeană, prin faza 2, dar poate atrage și finanțări private sau poate fi achiziționat integral de o companie interesată. Alexandru Floareș nu merge așa de departe cu planurile, ci spune doar că va continua lucrul alături de consultanții olandezi, pentru a ajunge la faza 2.

[stextbox id=’custom’ caption=’Neurolog pasionat de biofizică și inteligență artificială’]
Originar din Iași, Alexandru Floareș este de formație neurolog, absolvent al UMF Iași în 1986, și  doctor în biofizică la aceeași universitate, în 2000. Marea sa pasiune a fost însă matematica, pe care a studiat-o ca autodidact. „Din îmbinarea neurologiei cu matematica am ajuns, cumva firesc, la inteligența artificială”, explică el. De mai bine de zece ani, lucrează în mai multe proiecte de data science (știință a datelor – n.r.), cu parteneri precum Universitatea de Medicină și Farmacie „Iuliu Haețieganu” sau Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca. Este președinte al Fundației SAIA (Solutions of Artificial Intelligence Applications). [/stextbox]

Cum vin banii

Orizont 2020 este cel mai amplu program de cercetare și inovare derulat vreodată de UE, cu o alocare financiară de 80 de miliarde de euro, pe durata a șapte ani (2014-2020). În cadrul Orizont 2020 există o linie de finanțară dedicată exclusiv IMM-urilor care propun idei de afaceri inovatoare în cercetare și dezvoltare. Prin această schemă, IMM-urile trebuie să suporte doar 30% din costurile unui proiect, fazat în trei etape, restul fiind asigurat de UE. Conform datelor oficiale, d pe portalul european dedicat finanțărilor pentru IMM-uri, prin acest instrument au fost finanțate, până acum, în România, doar șapte proiecte: două din Cluj-Napoca și câte unul din București, Timișoara, Râmnicu-Vâlcea, Baia Mare și Turcinești (Gorj). Dintre acestea, doar cel de la Timișoara a ajuns în faza 2. Este vorba de un sistem avansat de management al fluxurilor de pasageri de pe aeroporturi, dezvoltat de o firmă germană și subsidiara sa din capitala Banatului.

Acest articol a fost publicat pe www.PressHub.ro și Transilvania REPORTER în cadrul proiectului “Cohesion Policy: Better Understanding, Reporting, Dissemination”, cofinanțat de UE prin DG Regio.

Informațiile prezentate nu reprezintă poziția oficială a UE. Întreaga răspundere asupra corectitudinii și coerenței informațiilor prezentate revine autorului.