Pan-cancer image-based detection of clinically actionable genetic alterations

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Jakob Nikolas Kather - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Lara R. Heij - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Maastricht University (Autor:in)
  • Heike I. Grabsch - , Maastricht University, University of Leeds (Autor:in)
  • Chiara Loeffler - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Amelie Echle - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Hannah Sophie Muti - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Jeremias Krause - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Jan M. Niehues - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Kai A.J. Sommer - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Peter Bankhead - , University of Edinburgh (Autor:in)
  • Loes F.S. Kooreman - , Maastricht University (Autor:in)
  • Jefree J. Schulte - , The University of Chicago (Autor:in)
  • Nicole A. Cipriani - , The University of Chicago (Autor:in)
  • Roman D. Buelow - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Peter Boor - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Nadina Ortiz-Brüchle - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Andrew M. Hanby - , University of Leeds (Autor:in)
  • Valerie Speirs - , University of Aberdeen (Autor:in)
  • Sara Kochanny - , The University of Chicago (Autor:in)
  • Akash Patnaik - , The University of Chicago (Autor:in)
  • Andrew Srisuwananukorn - , University of Illinois at Chicago (Autor:in)
  • Hermann Brenner - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Michael Hoffmeister - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) (Autor:in)
  • Piet A. van den Brandt - , Maastricht University (Autor:in)
  • Dirk Jäger - , Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), Universität Heidelberg (Autor:in)
  • Christian Trautwein - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Autor:in)
  • Alexander T. Pearson - , The University of Chicago (Autor:in)
  • Tom Luedde - , Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Universitätsklinikum Düsseldorf (Autor:in)

Abstract

Molecular alterations in cancer can cause phenotypic changes in tumor cells and their microenvironment. Routine histopathology tissue slides, which are ubiquitously available, can reflect such morphological changes. Here, we show that deep learning can consistently infer a wide range of genetic mutations, molecular tumor subtypes, gene expression signatures and standard pathology biomarkers directly from routine histology. We developed, optimized, validated and publicly released a one-stop-shop workflow and applied it to tissue slides of more than 5,000 patients across multiple solid tumors. Our findings show that a single deep learning algorithm can be trained to predict a wide range of molecular alterations from routine, paraffin-embedded histology slides stained with hematoxylin and eosin. These predictions generalize to other populations and are spatially resolved. Our method can be implemented on mobile hardware, potentially enabling point-of-care diagnostics for personalized cancer treatment. More generally, this approach could elucidate and quantify genotype–phenotype links in cancer.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)789-799
Seitenumfang11
FachzeitschriftNature cancer
Jahrgang1
Ausgabenummer8
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Aug. 2020
Peer-Review-StatusJa
Extern publiziertJa

Externe IDs

PubMed 33763651

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

ASJC Scopus Sachgebiete