Исследовательская группа из Центра диагностики белков Проди при Рурском университете в Бохуме (RUB) использовала инфракрасные (ИК) микроскопы на основе квантовых каскадных лазеров для классификации образцов тканей колоректального рака, полученных в ходе рутинных клинических операций, без использования маркеров и в автоматическом режиме. Искусственный интеллект позволил исследователям различать разные типы опухолей с большой точностью примерно за 30 минут. На основании классификации врачи могут предсказать, по какому течению пойдет болезнь, и, соответственно, подобрать подходящую терапию. Команда опубликовала свой отчет в журнале Scientific Reports от 23 июня 2020 года.
Статус микросателлита облегчает прогноз
Различают микросателлитно-стабильные (MSS) и микросателлитно-нестабильные (MSI) опухоли в толстой кишке и другие виды рака. Микросателлиты обычно представляют собой короткие последовательности ДНК без функции, которые часто повторяются. Пациенты с опухолями MSI имеют значительно более высокую выживаемость. Это связано с тем, что частота мутаций раковых клеток примерно в 1000 раз выше, что делает их рост менее успешным. Более того, инновационная иммунотерапия более эффективна у пациентов с опухолями MSI. "Поэтому для прогноза и принятия решения о лечении важно знать, с какой опухолью мы имеем дело," говорит профессор Анке Райнахер-Шик, заведующая отделением гематологии и онкологии клиники RUB St. Больница Йозефа. На сегодняшний день проводится дифференциальная диагностика путем иммуногистохимического окрашивания образцов тканей с последующим комплексным генетическим анализом.
Быстрое и надежное измерение
Потенциал ИК-визуализации в качестве диагностического инструмента для классификации тканей, так называемой цифровой патологии без меток, уже был продемонстрирован в более ранних исследованиях группы, возглавляемой профессором Клаусом Гервертом из отделения биофизики РУБ. Метод распознает раковые ткани без предварительного окрашивания или другой маркировки и, следовательно, также работает автоматически с помощью искусственного интеллекта. В отличие от традиционной дифференциальной диагностики состояния микросателлитов, которая занимает около суток, для нового метода требуется всего около получаса.
Команда исследователей белков значительно улучшила метод, оптимизировав его для обнаружения молекулярных изменений в ткани. Раньше ткань можно было только морфологически визуализировать. "Это большой шаг, который показывает, что ИК-визуализация может стать многообещающим методом диагностики и прогнозирования терапии в будущем," говорит Клаус Герверт.
Обнадеживающее технико-экономическое обоснование
Совместно с Институтом патологии РУБ под руководством профессора Андреа Таннапфель и отделением гематологии и онкологии РУБ Санкт-Петербург. Josef Hospital, исследовательская группа провела технико-экономическое обоснование с участием 100 пациентов. Он показал чувствительность 100 процентов и специфичность 93 процента: все опухоли MSI были правильно классифицированы с помощью нового метода, только несколько образцов были ошибочно идентифицированы как опухоли MSI. Сейчас начинается расширенное клиническое испытание, которое будет проводиться на образцах из Colopredict Plus 2.0 исследование реестра. Исследование реестра, инициированное Андреа Таннапфель и Анке Райнахер-Шик, позволяет проверить результаты опубликованной работы. "Методология также представляет для нас большой интерес, потому что используется очень мало материала пробы, что может быть решающим преимуществом в сегодняшней диагностике с растущим числом применимых методик," объясняет Андреа Таннапфель.
Еще один шаг к индивидуальному уходу за здоровьем
В будущем метод будет внедрен в клиническую практику, чтобы оценить его потенциал для прецизионной онкологии. "После все более адресной терапии онкологических заболеваний очень важно проводить быструю и точную диагностику," заключает Анке Райнахер-Шик.