Assistance Publique – Hôpitaux de Paris (AP-HP) et Owkin, start-up technologique spécialisée dans l’IA et dans l’apprentissage fédéré (federated learning) pour la recherche et le développement clinique, ont annoncé les derniers résultats de leur collaboration stratégique dans le cadre de l’ASCO 2021. On y retrouve notamment le développement d’un outil de prédiction des sous-types génomiques du cancer du pancréas grâce au machine learning. Le modèle pourrait permettre d’ouvrir des possibilités pour une stratification (classification) moléculaire des patients dans le cadre de soins cliniques.
Une collaboration entre AP-HP et Owkin pour lutter contre le cancer du pancréas
L’adénocarcinome canalaire est la tumeur cancéreuse du pancréas la plus fréquente puisqu’elle représente 95 % de l’ensemble des cancers du pancréas. Malgré ce fait, les améliorations autour des pronostics de santé vis-à-vis de ces tumeurs sont quasi inexistantes tandis que ce type de cancer devrait être le second avec le plus fort taux de mortalité d’ici 2030.
Une technique utilisée pour les patients le cancer du pancréas consiste à déterminer deux sous-types de signature transcriptomique tumorale qui permettent de prédire si les traitements de chimiothérapie fonctionnent. Néanmoins, ce processus est actuellement complexe et non réalisable dans un cadre clinique de routine. En partant de ce constat, plusieurs chercheurs et data scientists ont décidé de se pencher sur l’utilisation des méthodes d’IA pour essayer de trouver une solution viable à ce problème complexe.
Pour que cette recherche puisse se réaliser, AP-HP et Owkin collaborent depuis 2019. Leur partenariat s’axe autour de deux objectifs :
- Améliorer la prise en charge des patients et facilement le développement de nouveaux médicaments dans le domaine de l’oncologie, l’immunologie et la cardiologie.
- Démocratiser l’accès à l’IA pour les chercheurs afin de favoriser l’innovation et les avancées médicales.
Un modèle de machine learning pour prédire les sous-types génomiques
Dans le cadre d’une recherche conjointement menée par AP-HP et Owkin, les équipes ont réussi à développer un modèle de machine learning permettant de prédire les sous-types génomiques de l’adénocarcinome pancréatique, la tumeur la plus fréquente chez les patients atteints du cancer du pancréas. Gilles Wainrib, Chief Scientific Officer et co-fondateur d’Owkin, évoque les recherches réalisées pour aboutir à cette solution :
“Nos recherches montrent que l’IA peut aider à connecter les informations aux niveaux génomique, cellulaire et tissulaire, et comment cela peut apporter une valeur immédiate pour faire de la médecine de précision une réalité pour les patients. Cette étude souligne en outre la valeur de l’utilisation du machine learning pour identifier les signaux histo-génomiques pour recherche sur le cancer et développement clinique.”
Le Pr Jérôme Cros, pathologiste à l’hôpital Beaujon AP-HP, explicite les techniques utilisées pour développer cet outil :
“Cet outil a été développé en utilisant les ressources histologiques et moléculaires uniques de quatre hôpitaux du réseau AP-HP (Amboise Paré, Beaujon, Pitié Salpétrière, Saint Antoine) à travers une collaboration unique entre pathologistes de l’AP-HP, bioinformaticiens du groupe Carte d’Identité des Tumeurs de la Ligue Contre le Cancer et des data scientists d’Owkin. Il peut sous-typer la tumeur à distance en quelques minutes ouvrant la voie à de nombreuses applications issues de la science fondamentale (étude de l’hétérogénéité intratumorale) à la pratique clinique (sous-typage tumoral dans les essais cliniques).”
D’autres recherches autour de l’IA, de l’oncologie et de l’immunologie
La création de cette solution fait suite à plusieurs autres réalisations qui ont fait l’objet de publications diverses et variées :
- En janvier 2021, AP-HP et Owkin ont publié un article autour du Score AI-Severity pour les patients atteints du Covid-19 dont l’auteur principal est Michael Blum. Ce projet, issu de la collaboration d’un consortium comprenant également l’INRIA/CentraleSupélec et Gustave Roussy, a été réalisé en un temps record grâce à l’étroite coordination et à la convention-cadre établie entre l’AP-HP et Owkin. Il fut démontré que le score AI-Severity surpasse les autres scores actuellement utilisés et met en évidence que des collaborations efficaces telles que celles-ci peuvent rapidement tirer des résultats de recherche ayant une utilité clinique directe.
- En août 2020, Owkin a annoncé son outil d’IA prédictif pour l’expression de séquençages ARN à partir d’images de diapositives (HE2RNA) dans le cadre d’une publication dont les auteurs principaux sont Benoît Schmauch et Gilles Wainrib. Ces découvertes sont nées d’une étroite collaboration avec le Pr Julien Calderaro, anatomo-cyto-pathologiste à l’hôpital Henri-Mondor AP-HP. Cet outil peut être déployé sur tous les types de cancer. Il est un élément de base pour la génération de résultats transcriptomiques sur l’adénocarcinome du pancréas.
- Pour finir, en février 2020, une étude autour des patients atteints d’un carcinome hépatocellulaire a été publiée, toujours avec l’aide du Pr Julien Calderaro. En juillet 2019, la maladie de Crohn était étudiée afin de concevoir un modèle de machine learning permettant de comparer et de classifier cette maladie.
