Diagnóza rakoviny prsu by mohla být velmi uzitecná z spektroskopie

Analýza malých usazenin vápníku v prsní tkáni muze pomoci rozlisovat rakovinné a benigní nádory, ale nekdy není snadné provést takovou diagnózu. Nyní tým výzkumníku v USA verí, ze nová metoda, která vyuzívá speciální typ spektroskopie k lokalizaci vápenatých usazenin behem biopsie, by mohla výrazne zlepsit presnost diagnostiky.
Tým z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a Case Western Reserve University (CWRU) píse o práci, která je vedla k tomuto záveru v dokumentu publikovaném on-line v Sborník z Národní akademie ved dne 24. prosince.

Vklady vápníku

Mikrokalcifikace nebo malé mnozství vápníku se tvorí, kdyz vápník z krevního obehu se usazuje na degradované bílkoviny a tuky, které zanechaly zranené a umírající bunky.
Mohou to být svedcící príznaky rakoviny prsu, ale vetsina nádoru, které je obsahují, jsou benigní.
Mikrokalcifikace jsou nejcasteji pozorovány u nádoru prsu, mohou se vsak vyskytnout, i kdyz jen zrídka, u jiných typu rakoviny, tvrdí spoluautorkár Maryann Fitzmaurice, vedoucí výzkumný pracovník a pomocný profesor patologie a onkologie v CWRU.
Kalcifikace také hraje hlavní roli v ateroskleróze nebo vytvrzení arterií.

Biopsie muze být dlouhá a namáhavá

Kdyz mikrokalcifikace na mamografu ukazují, lékari provedou následnou biopsii podezrelé tkáne, aby testovali rakovinu.

Údaje ukazují, ze u priblizne 1 z 10 prípadu s takovými mikrokalcifikací je nádor rakovinný, takze následná biopsie je kritická.
Behem postupu radiolog získává rentgenové zárení z trech ruzných úhlu, aby lokalizoval drobné usazeniny vápníku, pak vlozí jehlu do tkáne a odstraní az 10 vzorku tkáne.
Patolog vysetrí tyto vzorky, aby zjistili, zda obsahují mikrokalcifikaci.
Ale v 15 az 25% prípadu není snadné lokalizovat a vzít presne vzorek tkáne, coz vede k neprukazné diagnóze. To znamená, ze pacient musí mít více rentgenových paprsku a podrobit se invazivnejsímu chirurgickému zákroku, aby získal dalsí vzorky.
Ale jak vysvetluje Fitzmaurice, tento druhý pokus je zrídka úspesný:
"Pokud je nedostanou na první cestu, obvykle je vubec nedostanou."
"Muze se stát velmi dlouhým a namáhavým postupem pro pacienta s velkým mnozstvím rentgenového zárení a nakonec stále nedostávají to, co po nem, u jednoho z peti pacientu," dodává .

Nová metoda pouzívá speciální typ spektroskopie

Spektroskopie je zpusob, jak urcit slození materiálu tím, ze zkoumá, jak absorbuje nebo rozptýlí zárení, jako je svetlo. Casto se pouzívá ve fyzikální a analytické chemii a v medicíne je také mnoho aplikací.

Jedním z problému pri aplikaci techniky na lékarství je cena a rychlost: casto je zarízení velmi drahé a pomalé, aby bylo dosazeno výsledku v "reálném case".
Za posledních nekolik let pracuje tým MIT a CWRU na prekonání této výzvy, aby radiologovi pomohl urcit, zda tkán obsahuje mikrokalcifikace nebo ne.
Nejprve zkouseli metodu zalozenou na Ramanove spektroskopii, která vyuzívá svetla k merení energetických posunu v molekulárních vibracích, které odhalují presné molekulární struktury. Výhodou této metody je, ze je velmi presná pri identifikaci mikrokalcifikací. Ale nevýhoda je, ze zarízení je drahé a analýza trvá dlouhou dobu.
V této nejnovejsí studii výzkumníci popisují, jak se obrátili na jinou metodu, nazvanou "difúzní reflexní spektroskopie", a zjistili, ze výsledky dosahují stejne presne jako Ramanova spektroskopie, ale mnohem rychleji a za nizsí cenu.
Co-vedoucí autor Narahara Chari Dingari, postdok na MIT, ríká:
"S nasí novou metodou bychom mohli získat podobné výsledky za méne casu a méne nákladu."

97% úspesnost s difuzní reflexní spektroskopií

Difuzní reflexní spektroskopie shromazduje a analyzuje svetlo po interakci se vzorkem. To dává jedinecný "spektrografický podpis".
V jejich PNAS papír, autori popisují, jak behem 20 minut od jejich odstranení od 23 pacientu vysetrili 203 vzorku tkáne.
Kazdý vzorek muze být jeden ze trí typu, kazdý s vlastním spektrografickým podpisem. Mohlo by to být zdravé, mohlo by obsahovat léze bez mikrokalcifikací nebo by mohlo obsahovat léze s mikrokalcifikací.
Analýzou techto vzorku vytvoril tým pocítacový algoritmus, který prokázal úspesnost 97% pri identifikaci tkáne mikrokalcifikací.
Jaqueline Soares, dalsí vedoucí autor a MIT postdoc, naznacuje, ze zmeny v tom, jak ruzné tkáne absorbují svetlo, jsou pravdepodobne kvuli zmeneným hladinám specifických bílkovin (elastin, desmosin a isodesmosin), které jsou casto zesíteny vápníkem v nemocných tkáních.

Jednoduchá technologie s vysokou presností je "dobrým prvním krokem"

James Tunnell je docent biomedicínského inzenýrství na univerzite v Texasu a nebyl zapojen do studie. Popisuje studium jako "dobrý první krok" k systému, který muze mít velký vliv na diagnózu rakoviny prsu.
"Tato technologie muze být integrována do systému, který je jiz pouzíván pro biopsie. Je to velmi jednoduchá technologie, která muze získat stejnou presnost jako slozitejsí systémy."
Tým predpokládá, ze jejich technika bude vyuzívána radiologisty k tomu, aby poskytla rozsírený návod "v reálném case" k soucasným postupum biopsie.
Vzhledem k tomu, ze poskytuje výsledky analýzy behem nekolika sekund, muze nová technika pomoci radiologovi presunout jehlu na jiné místo pred odebráním vzorku.
Vedci plánují provést novou studii, která vyzkousí prístup v reálném case: jsou provádeny biposie u pacientu.
Prostredky z Národních ústavu zdravotnictví, Národního ústavu pro biomedicínské zobrazování a bioinzenýrství a Národní institut pro lécbu rakoviny pomohly financovat studii.
Napsal Catharine Paddock PhD