Nowatorska metoda diagnostyczna raka trzustki
Prekursorskie zmiany nowotworowe w trzustce od dawna stanowią wyzwanie diagnostyczne, nawet przy zastosowaniu zaawansowanych narzędzi, takich jak badania rezonansu magnetycznego (MRI). Jednakże naukowcy pod przewodnictwem Noama Shemesha i Carlosa Bilreiro dokonali przełomu, udowadniając, że metoda obrazowania zwana dyfuzyjnym obrazowaniem tensora (Diffusion Tensor Imaging, DTI) może skutecznie wykrywać przednowotworowe zmiany w trzustce – głównie zmiany określane jako trzustkowe neoplazje śródnabłonkowe (PanINs). Wyniki ich badań, które mogą przyczynić się do wcześniejszej diagnostyki i lepszego leczenia raka trzustki, zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Investigative Radiology.
Skala problemu raka trzustki
Rak trzustki zajmuje trzecie miejsce wśród nowotworów powodujących największą liczbę zgonów w USA oraz szóste w Portugalii. Kiedy choroba jest zlokalizowana i wykryta wcześnie, wskaźnik przeżywalności po pięciu latach wynosi około 44% – według danych Amerykańskiego Narodowego Instytutu Raka. Niestety, po pojawieniu się przerzutów, liczba ta spada do zaledwie 3%. Objawy raka trzustki, takie jak ból brzucha, nagły spadek masy ciała, świeżo zdiagnozowana cukrzyca czy żółtaczka, są bardzo niespecyficzne, co utrudnia diagnozę. W wielu przypadkach nowotwór diagnozuje się dopiero w zaawansowanym, nieoperacyjnym stadium.
Rak trzustki w większości przypadków (95%) to tzw. gruczolakorak przewodowy trzustki (PDAC), który często rozwija się z wcześniej wspomnianych zmian PanIN. Dlatego wykrywanie tych prekursorowych zmian jest kluczowe dla wczesnej diagnostyki oraz poszerzania wiedzy na temat biologii tego agresywnego nowotworu.
Problemy z dotychczasowymi metodami diagnostycznymi
W przeciwieństwie do takich nowotworów jak rak jelita grubego, którego zmiany przedrakowe można z łatwością usunąć podczas kolonoskopii, wykrywanie zmian PanIN w trzustce jest wyzwaniem. Brak nieinwazyjnych narzędzi diagnostycznych dla wczesnego wykrywania PanIN uniemożliwia także dogłębne badania nad ich biologią oraz procesem, w którym przekształcają się w nowotwór.
Problem ten zauważyli autorzy badania, wskazując na pilną potrzebę opracowania metod obrazowych zdolnych do diagnozowania i charakteryzowania PanIN. Jest to kluczowe dla wprowadzenia wczesnej diagnostyki, zanim choroba przejdzie w stadium nowotworu.
Innowacyjne zastosowanie istniejącej technologii
Badanie przeprowadzone przez Shemesha i Bilreiro pokazuje, że DTI, metoda stosowana przede wszystkim w obrazowaniu mózgu, może być z powodzeniem wykorzystana do obrazowania trzustki. Technika ta opiera się na analizie dyfuzji cząsteczek wody w tkankach, co pozwala na identyfikację zmian w mikrostrukturze tkanek, takich jak zmiany charakterystyczne dla PanIN. Co istotne, DTI to technologia opracowana już 30 lat temu, dzięki czemu jej wdrożenie w diagnostyce jest relatywnie łatwe, ponieważ większość skanerów MRI jest już wyposażona w tę funkcję.
Jak podkreśla Shemesh, zaletą tej metody jest to, że nie wymaga ona opracowywania zupełnie nowego narzędzia diagnostycznego. Badacze skupili się na dostosowaniu istniejącej technologii do nowych celów. „Każdy skaner MRI już to potrafi – zastosowaliśmy tylko nowe podejście do korzystania z tej techniki” – zauważa.
Eksperymenty na myszach i próbkach ludzkich
Naukowcy rozpoczęli badania od obrazowania tkanek trzustki transgenicznych myszy przy użyciu ultrawysoko polowego skanera MRI o mocy 16,4 Tesli – jednego z najsilniejszych na świecie. Analizując obrazy uzyskane metodą DTI, porównywali je z wynikami analizy histologicznej, która pokazała niezwykle precyzyjną zgodność między obrazami MRI a rzeczywistymi zmianami w tkance. Następnym etapem było obrazowanie żywych myszy na skanerach o mniejszej mocy, co potwierdziło, że metoda działa również w warunkach bardziej zbliżonych do klinicznych.
Kolejnym krokiem było zastosowanie DTI na próbkach ludzkich tkanek trzustki. Porównania obrazów MRI z wynikami histologicznymi ponownie dowiodły skuteczności technologii – zmiany PanIN były wyraźnie widoczne i możliwe do zidentyfikowania także w ludzkich próbkach.
Perspektywy dla klinicznej diagnostyki raka trzustki
Chociaż badanie stanowi przede wszystkim dowód koncepcji, autorzy są przekonani, że ich odkrycie może stanowić podstawę do rozpoczęcia prób klinicznych w celu zastosowania metody DTI w diagnostyce pacjentów. Oczywiście, konieczne będą dalsze prace nad dostosowaniem tej technologii do warunków klinicznych, biorąc pod uwagę różnice techniczne między skanerami używanymi w badaniach a tymi dostępnymi w szpitalach.
Autorzy sugerują również, że w przyszłości DTI może zostać połączone z innymi narzędziami diagnostycznymi, takimi jak biopsja płynowa czy sztuczna inteligencja, aby zwiększyć dokładność diagnostyczną. Shemesh wyraża także chęć dalszej współpracy z klinicystami, aby wdrożyć swoją metodę na szerszą skalę.
Znaczenie interdyscyplinarnych badań
Badanie było wynikiem współpracy naukowców z różnych dziedzin, od radiologii po patologię i inżynierię MRI. Jak zauważył Bilreiro, sukces projektu był możliwy dzięki połączeniu wiedzy ekspertów z różnych środowisk, co przyczyniło się do powstania przełomowej technologii.
„To badanie jest pierwszym krokiem w kierunku wczesnego wykrywania raka trzustki za pomocą rezonansu magnetycznego, zanim choroba rozwinie się w pełni” – podsumowuje Bilreiro. Czy przyszłość diagnostyki raka trzustki leży w rękach DTI? Odpowiedź na to pytanie może zrewolucjonizować medycynę i ratować życie pacjentów na całym świecie.