Une IA détecte le rejet cardiaque sans biopsie

L'analyse conjointe des rythmes cardiaques et des marqueurs sanguins par intelligence artificielle pourrait permettre de signaler précocement les attaques immunitaires sur un cœur transplanté, selon une nouvelle recherche. Cette approche vise à remplacer la biopsie, actuellement considérée comme l'étalon-or pour diagnostiquer le rejet, qui implique le prélèvement chirurgical d'un fragment de muscle cardiaque.

Des chercheurs de NYU Langone Health ont exploré cette alternative non invasive en associant des électrocardiogrammes (ECG) à des tests sanguins. L'objectif était de déterminer si cette combinaison pouvait identifier le rejet sans recourir systématiquement à la procédure chirurgicale lourde que représente la biopsie.

Entraînement sur plus de cinq mille lectures

L'équipe a entraîné des modèles d'IA sur 5 300 relevés d'ECG issus de 2 357 patients adultes ayant subi une transplantation cardiaque. Deux configurations ont été testées : l'une basée uniquement sur les données ECG, l'autre intégrant ces mêmes lectures ainsi que les résultats de deux analyses sanguines couramment utilisées pour évaluer le risque de rejet. La précision prédictive a été validée en comparant les sorties des algorithmes aux dossiers de biopsies correspondants des mêmes patients.

Dans un groupe de validation composé de 38 hommes et femmes transplantés, le modèle hybride s'est avéré supérieur. Il a correctement identifié 94 % des patients ne présentant pas de rejet actif. À titre de comparaison, l'outil reposant exclusivement sur les analyses sanguines a généré 19 faux positifs, signalant à tort la nécessité d'une biopsie. Les auteurs soulignent que l'approche combinée aurait permis d'épargner ces interventions inutiles aux patients concernés.

Limites des biomarqueurs sanguins actuels

Les travaux antérieurs avaient déjà établi l'efficacité des biomarqueurs sanguins, qui mesurent l'activité génétique liée au rejet cellulaire et les fragments d'ADN du donneur dans la circulation du receveur. Toutefois, ces indicateurs produisent fréquemment des résultats faussement positifs, conduisant à des biopsies superflues, précisent les chercheurs.

Cette étude, publiée en ligne le 25 septembre dans le Journal of Heart and Lung Transplantation, est la première à fusionner ces biomarqueurs sanguins avec des lectures ECG au sein d'un unique modèle assisté par l'IA et à comparer directement ses conclusions aux résultats histologiques des biopsies. Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé des données de patients traités entre 2018 et 2024, appariant chaque ECG à une biopsie réalisée dans le mois précédent, une fenêtre temporelle justifiée par des recherches précédentes.

Les rejets organiques ont été classés en deux catégories : absence ou léger rejet contre rejet modéré ou sévère. Les ajustements thérapeutiques, tels que la modification des médicaments immunosuppresseurs, sont généralement réservés aux cas les plus graves. Lior Jankelson, MD, PhD, auteur principal de l'étude et professeur associé à la Division Leon H. Charney de cardiologie de la Faculté de médecine NYU Grossman, ainsi qu'à l'École d'ingénierie Tandon de NYU, a déclaré que les résultats mettent en évidence la richesse des informations physiologiques contenues dans les ECG.

Selon lui, cette exploitation permet d'améliorer substantiellement la précision de la détection et d'offrir un diagnostic et un traitement plus précoces aux patients souffrant de rejet de greffe cardiaque. Le chercheur a ajouté que la transplantation cardiaque étant une procédure majeure et coûteuse en ressources, où le rejet est courant mais traitable s'il est détecté à temps, la disponibilité des ECG couplée au soutien de l'IA pourrait aider à identifier le rejet plus tôt et sauver davantage de vies.