Naukowcy z Empa opracowali nowatorską metodę analizy tkanek w trzech wymiarach, która może zrewolucjonizować diagnostykę nowotworów tarczycy. Dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji oraz zaawansowanej techniki rentgenowskiej, lekarze mogą szybciej i precyzyjniej stawiać diagnozy. Co więcej, ta metoda ma potencjał do zastosowania w analizie innych rodzajów nowotworów, oferując mniej inwazyjną alternatywę dla tradycyjnych metod diagnostycznych.
Nowa technologia otwiera przed patologami zupełnie nowe możliwości. Do tej pory w celu analizy zmian nowotworowych konieczne było krojenie usuniętych tkanek na cienkie plastry i obserwowanie ich pod mikroskopem. Teraz lekarze mogą oglądać całe próbki tkanek w formie trójwymiarowych obrazów na ekranie, a następnie dowolnie je obracać i analizować w poszukiwaniu patologicznych zmian. Metoda ta, zwana nieinwazyjnym histopatologicznym obrazowaniem 3D, pozwala na dokładniejszą diagnostykę bez ingerencji w samą próbkę, co oznacza, że może ona zostać wykorzystana do dalszych badań molekularnych.
Robert Zboray, kierownik zespołu badawczego w Centrum Analizy Rentgenowskiej Empa, który opracował tę technologię, podkreśla unikalność podejścia. Dzięki specjalistycznym technikom obrazowania można w krótkim czasie przeanalizować całe bloki biopsji nowotworowych w trzech wymiarach, nie zmieniając ich struktury. To kluczowe dla dalszych badań nad właściwościami biochemicznymi nowotworów oraz skutecznością terapii.
Spersonalizowane leczenie nowotworów
Współpraca zespołu badawczego z patologami z Uniwersytetu w Bernie pozwoliła na potwierdzenie skuteczności nowej metody w diagnozowaniu nowotworów tarczycy. Technika obrazowania rentgenowskiego za pomocą mikro-tomografii komputerowej (micro-CT) umożliwia dostrzeżenie nawet najdrobniejszych różnic w strukturze tkanek miękkich. Dzięki algorytmom sztucznej inteligencji uzyskane obrazy są dokładnie analizowane, co pozwala na precyzyjne diagnozowanie i przewidywanie dalszego przebiegu choroby. Głównym celem naukowców jest dostosowanie terapii do indywidualnych potrzeb pacjentów – tak, aby unikać zbyt agresywnych metod leczenia w przypadku mało ryzykownych nowotworów, a jednocześnie skutecznie monitorować i leczyć pacjentów, u których istnieje wysokie ryzyko nawrotu lub przerzutów.
Rak tarczycy jest jednym z najczęściej diagnozowanych nowotworów, dotykającym około 300 milionów ludzi na całym świecie. Jednak jego natura bywa bardzo różnorodna – niektóre nowotwory rozwijają się powoli i nie stanowią bezpośredniego zagrożenia, podczas gdy inne mogą być agresywne i szybko się rozprzestrzeniać. Istotnym elementem nowoczesnej diagnostyki są tzw. biomarkery – czyli cechy biochemiczne i molekularne guza, które pozwalają ocenić stopień ryzyka oraz skuteczność określonych metod leczenia.
Analizowanie tkanek z poprzednich badań
Jednym z kluczowych atutów nowych technik obrazowania 3D jest możliwość identyfikacji zmian nowotworowych w głębszych warstwach tkanek, które mogły zostać pominięte podczas klasycznej analizy. Na przykład, szybko rosnące i agresywne guzy tarczycy często naciekają na otaczające zdrowe tkanki oraz naczynia krwionośne. Takie inwazje w obrębie naczyń mogą być oznaką złośliwości nowotworu, a ich wczesna diagnoza pozwala lekarzom na bardziej precyzyjne określenie dalszej strategii leczenia.
W ramach badań Zboray i jego zespół przeanalizowali próbkę guza tarczycy pobraną od pacjenta, który zmarł kilka lat po wcześniejszym, błędnym rozpoznaniu łagodnego nowotworu. W 2011 roku guz został sklasyfikowany jako niegroźny, jednak z czasem okazało się, że nawrócił w postaci złośliwej. Klasyczne badania histopatologiczne nie wykazały zmian, które później odkryto dzięki technologii obrazowania 3D. Te przełomowe ustalenia doprowadziły do przeprowadzenia retrospektywnej analizy przypadków pacjentów z różnych krajów Europy, którzy początkowo mieli łagodne guzy, ale u których ostatecznie rozwinęło się groźne schorzenie.
Dzięki wsparciu finansowemu licznych fundacji, w tym Fundacji Mirto, Fundacji Banku Vontobel oraz kilku innych organizacji charytatywnych, badania te mogły zostać zrealizowane, a ich wyniki mogą mieć kluczowe znaczenie dla przyszłej diagnostyki nowotworów tarczycy.
Nowoczesna technologia jako uzupełnienie klasycznych metod
Zboray podkreśla, że nowa metoda analizy 3D nie ma na celu zastąpienia klasycznych technik diagnostycznych, lecz ich uzupełnienie. Tradycyjne metody analizy tkanek są dobrze zakorzenione w praktyce medycznej i stosowane na całym świecie. Jednak dodatkowe, zaawansowane narzędzia mogą znacznie poprawić skuteczność diagnozowania oraz przyspieszyć proces identyfikowania groźnych nowotworów.
Naukowiec wskazuje, że opracowana technologia może być wykorzystana nie tylko w badaniach nad rakiem tarczycy, ale również w diagnostyce innych typów nowotworów, takich jak rak prostaty czy płuc. Obecnie, dzięki wsparciu Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki, trwają testy nad zastosowaniem tej metody do analizy przerzutów raka jelita grubego. W przyszłości celem zespołu badawczego jest zastąpienie skomplikowanych analiz molekularnych uproszczonymi metodami obrazowania.
Badacze mają nadzieję, że w kolejnych latach uda się opracować sposób na bezpośrednie powiązanie obrazowania tkanek z ich genetycznymi cechami. Jeśli uda się określić molekularne „odciski palców” nowotworów na podstawie obrazów mikrostrukturalnych, możliwe będzie jeszcze lepsze dopasowanie terapii do indywidualnego profilu pacjenta. To krok w kierunku bardziej precyzyjnej i spersonalizowanej medycyny onkologicznej, która może zwiększyć skuteczność leczenia i poprawić prognozy dla pacjentów na całym świecie.
