Nowa metoda diagnostyki nowotworów głowy i szyi
Międzynarodowy zespół badaczy pod przewodnictwem Sary Wickström opracował nową technikę, która pozwala na szczegółową analizę właściwości komórek nowotworowych i otaczającej je tkanki na poziomie pojedynczych komórek. Umożliwia ona bardziej kompleksową ocenę rokowania i odpowiedzi na terapię w przypadku raka głowy i szyi oraz otwiera drogę do dokładniejszej diagnozy.
Rak głowy i szyi należy do dziesięciu najczęstszych nowotworów na świecie. Guzy głowy i szyi stanowią około trzech do pięciu procent wszystkich nowotworów, przy czym dominującą postacią są raki płaskonabłonkowe. Występują w takich obszarach jak jama ustna, gardło i krtań.
Jak tłumacz Max Planck Institutes w komunikacie wykorzystując metodę opartą na uczeniu maszynowym, interdyscyplinarny zespół badaczy pod przewodnictwem Sary Wickström z Uniwersytetu Helsińskiego, we współpracy z Uniwersytetem w Turku i Instytutem Biomedycyny Molekularnej im. Maxa Plancka w Niemczech, przeanalizował setki próbek pacjentów z biobanku na poziomie pojedynczych komórek. Nowa technologia łączy wskaźniki zachowania komórek nowotworowych oraz architekturę guza i otaczającej go zdrowej tkanki, aby stworzyć rodzaj „odcisku palca” dla każdego pacjenta, który może być użyty do oceny rokowania i odpowiedzi na terapię nowotworową.
Dwie grupy pacjentów
Najważniejszym wynikiem badania było opracowanie nowej metody obrazowania, która łączy analizę biomarkerów zachowania komórek z analizami morfologicznymi kształtu pojedynczych komórek i struktury całej tkanki guza. Ta metoda była w stanie zidentyfikować dwie nowe, wcześniej nieodkryte grupy pacjentów: pierwsza grupa miała wyjątkowo dobre rokowanie, podczas gdy druga miała wyjątkowo złe rokowanie. Różnica została wyjaśniona przez specyficzne połączenie określonego stanu komórek nowotworowych i składu tkanki otaczającej komórki nowotworowe. W drugiej grupie agresywność choroby była związana z sygnalizacją między tkanką nowotworową a otaczającą ją zdrową tkanką łączną, która jest pośredniczona przez naskórkowy czynnik wzrostu (EGF).
– Te wyniki są przełomem w naszym rozumieniu rozwoju i diagnostyki raka. Po raz pierwszy wykazaliśmy, że pewne kombinacje komórek złośliwych i typów komórek tkankowych w rzekomo zdrowej tkance mają silny wpływ prognostyczny na postęp raka. Ponadto zidentyfikowaliśmy centralny szlak sygnałowy, który wyjaśnia ten efekt kombinacji i który można farmakologicznie ukierunkować, aby znacząco wpłynąć na postęp raka – powiedziała główna badaczka Sara Wickström, cytowana w komunikacie.
Sara Wickström była profesorem na Uniwersytecie Helsińskim, zanim została dyrektorem Instytutu Biomedycyny Molekularnej im. Maxa Plancka w Münster do końca 2021 r.
– Co więcej, nasza metoda pozwoliła nam zidentyfikować pacjentów ze szczególnie złym rokowaniem, którzy skorzystaliby na agresywnej strategii leczenia. Z drugiej strony, zidentyfikowaliśmy również grupę pacjentów z dobrym rokowaniem, dla których mniej agresywne leczenie, takie jak sama operacja, mogłoby być wystarczające. Pomogłoby to utrzymać jakość życia pacjenta – powiedziała Karolina Punovuori, pierwsza autorka badania i postdoktorantka w grupie badawczej Uniwersytetu Helsińskiego.
Test diagnostyczny w fazie rozwoju
Nowa metoda obrazowania otwiera drzwi do precyzyjnej diagnostyki nowotworów głowy i szyi. Naukowcy opracowują obecnie test diagnostyczny, który umożliwi dokładniejszą diagnostykę tego typu raka. Ponadto badają również zastosowanie tej metody w diagnostyce innych typów raka, takich jak rak jelita grubego.
– Nasze badania wykorzystują najnowsze metody analityczne w uczeniu maszynowym i biologii przestrzennej. Analizujemy setki próbek pacjentów i miliony komórek, co jest możliwe tylko przy pomocy wysokowydajnych obliczeń i sztucznej inteligencji. To badanie jest częścią nowej rewolucji w diagnostyce nowotworów. Wierzymy, że technologia ta znacznie poprawi diagnostykę nowotworów i dokładność strategii leczenia – wyjaśnia Sara Wickström.
Jak dodała obrazowanie biomarkerów nowotworowych za pomocą barwienia przeciwciałami jest już w użyciu klinicznym.
– Dlatego metoda ta nie będzie szczególnie droga, ponieważ wymaga jedynie opracowanego przez nas algorytmu i specjalnej kombinacji przeciwciał. Biorąc pod uwagę koszty leczenia raka, jest ona w rzeczywistości dość przystępna – dodała Sara Wickström.
Chociaż nowotwory głowy i szyi należą do rzadszych nowotworów, stanowią znaczną część nowotworów. Częstość występowania nowotworów głowy i szyi znacznie wzrosła w ciągu ostatnich 30 lat. W Niemczech co roku odnotowuje się około 18 000 do 20 000 nowych przypadków nowotworów głowy i szyi. Stanowi to około trzech do pięciu procent wszystkich nowotworów. Nowotwory głowy i szyi obejmują różne nowotwory złośliwe występujące w takich obszarach jak usta, gardło, krtań, nos, zatoki i gruczoły ślinowe.
Ważnym czynnikiem ryzyka jest spożywanie tytoniu i alkoholu, które znacznie zwiększają ryzyko wystąpienia tych nowotworów. Zakażenia wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV) odgrywają również coraz większą rolę w niektórych nowotworach, takich jak rak gardła.
Pięcioletni wskaźnik przeżycia w przypadku nowotworów głowy i szyi wynosi od 40 do 70 procent, przy czym różne podtypy mają różne rokowania.
Źródło: Max Planck Institutes
Czytaj też: Naukowcy o krok bliżej do znalezienia wyzwalacza snu REM w mózgu
Grafika tytułowa: National Cancer Institute / Unsplash
