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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82521| Type: | Dissertação |
| Title: | Integração da patologia digital: da digitalização de lâminas histológicas à genômica de alta precisão |
| Title in English: | Integration of digital pathology: from histological slide digitization to high-precision genomics |
| Authors: | Velozo, Guilherme de Sousa |
| Advisor: | Távora, Fábio Rocha Fernandes |
| Co-advisor: | Sousa, Juliana Cordeiro de |
| Keywords in Brazilian Portuguese : | Inteligência Artificial;Neoplasias Pulmonares;Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala |
| Keywords in English : | Artificial Intelligence;Lung Neoplasms;High-Throughput Nucleotide Sequencing |
| Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA::ANATOMIA PATOLOGICA E PATOLOGIA CLINICA |
| Issue Date: | 2025 |
| Citation: | VELOZO, Guilherme de Sousa. Integração da patologia digital: da digitalização de lâminas histológicas à genômica de alta precisão. 2025. 111 f. Dissertação (Mestrado em Patologia) – Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/ 82521. Acesso em: 15 set. 2025. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | A integração entre Patologia Digital (PD), Inteligência Artificial (IA) e análise genômica representa um novo paradigma na anatomia patológica moderna, especialmente em cenários de recursos limitados. Este estudo teve como objetivo implementar e validar um fluxo de trabalho em patologia digital, desde a digitalização de lâminas histológicas e citológicas até a aplicação de sequenciamento de nova geração (NGS), com foco em câncer de pulmão de não pequenas células. Foram realizados dois eixos complementares de investigação: (1) a implementação da PD em um laboratório de referência no Nordeste do Brasil, com validação diagnóstica por meio de 384 lâminas HE e 99 lâminas citológicas digitalizadas, o que demonstra alta concordância diagnóstica (κ = 0,96); e (2) a aplicação de IA para quantificação automatizada da composição celular e tecidual em 47 casos de câncer de pulmão, e a correlação entre características histológicas, qualidade molecular (DNA/RNA), variantes genéticas (VAF) e dados genômicos extraídos por NGS. Observou-se correlação significativa entre a quantidade de DNA e o número de células tumorais (ρ = 0,59; p< 0,001), bem como entre fibroblastos e concentração de DNA (ρ = 0,57; p< 0,001). A frequência alélica de variantes correlacionou-se positivamente com o DNA (ρ = 0,41; p = 0,020). A análise do microambiente tumoral revelou maior infiltração linfocítica e granulocítica em tumores com alta expressão de PD-L1 (TPS ≥ 50%), o que sugere perfis imunológicos distintos. Os resultados validam o uso de IA para estimativa objetiva da celularidade tumoral e reforçam a importância da seleção morfológica criteriosa para maximizar o rendimento e a acurácia das análises moleculares. Esta abordagem integrada, viável mesmo em contextos com infraestrutura limitada, pode contribuir para a expansão da oncologia de precisão em países em desenvolvimento. |
| Abstract: | The integration of digital pathology, Artificial Intelligence (AI), and genomic analysis represents a new paradigm in modern anatomic pathology, particularly in resource-limited settings. This study aimed to implement and validate a digital pathology workflow—from whole slide imaging (WSI) of histological and cytological specimens to next-generation sequencing (NGS)—with a focus on non-small cell lung cancer (NSCLC). Two complementary axes were explored: (1) implementation of digital pathology in a reference laboratory in Northeastern Brazil, including diagnostic validation of 384 HE and 99 cervical cytology slides, which demonstrated high diagnostic concordance (κ = 0.96); an(2) application of AI-based algorithms for automated quantification of cellular and tissue composition in 47 lung cancer cases and correlation of histological features, molecular quality (DNA/RNA), variant allele frequency (VAF), and genomic data obtained via NGS. A significant correlation was observed between DNA concentration and the number of tumor cells (ρ = 0.59; p< 0.001), as well as between fibroblast density and DNA concentration (ρ = 0.57; p< 0.001). VAF was positively associated with DNA yield (ρ = 0.41; p = 0.020), but not with specific cellular composition. Analysis of the tumor microenvironment revealed higher lymphocytic and granulocytic infiltration in tumors with elevated PD-L1 expression (TPS ≥ 50%), suggesting distinct immunological profiles. These findings validate the use of AI for objective tumor cellularity estimation and underscore the importance of histological selection to optimize yield and accuracy in molecular testing. This integrated approach—feasible even in low-resource settings—may contribute to the broader implementation of precision oncology in developing countries. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82521 |
| Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/9760726815763661 |
| Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0003-2361-0613 |
| Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/5995375126302920 |
| Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/0901125958932583 |
| Access Rights: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | DPML - Dissertações defendidas na UFC |
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