Nová metóda analýzy vzoriek nádorov môže nahradiť patológov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 3. 5. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Určenie zmien fyzikálnych vlastností buniek je kľúčové pre diagnostiku a liečbu niektorých chorôb, ako je rakovina. Diagnóza však vyžaduje odbornosť patológa. Tím vedcov však vyvinul rýchlu a jednoduchú metódu analýzy tkanivových biopsií na rakovinu, vďaka ktorej by sa patológovia mohli stať minulosťou.
Po biopsii rakovinového nádoru sa vyžaduje, aby špecializovaný patológ analyzoval vzorku a poskytol posúdenie zdravia tkaniva. Je to proces, ktorý musí byť rýchly a presný, pretože zvyčajne prebieha, keď je pacient na operačnom stole.
Odoberanie biopsie solídneho nádoru je najbežnejším spôsobom hodnotenia malignity rakoviny a vedie chirurgov pri liečbe pacientov počas a po operácii. Ale to, čo znie ako jednoduchý proces, nie je. Patológ musí pred poskytnutím svojho odborného posudku vzorku narezať, zafarbiť a podrobiť mikroskopickej kontrole, čo je veľmi náročné na prácu a zdroje.
Čakanie na správu od patológa však môže byť čoskoro minulosťou, pretože tím výskumníkov vyvinul metódu presnej analýzy solídnych rakovinových nádorov za približne 30 minút bez konzultácie s patológom. Svoju metódu testovali pomocou tkaniva myší.
Nové zariadenie používa „brúsku na tkanivo“ na redukciu vzorky na jednotlivé bunky, čo je proces, ktorý trvá menej ako päť minút. Bunky sa potom analyzujú pomocou fluorescenčnej a deformačnej cytometrie v reálnom čase (RT-FDC), ktorá využíva injekčnú pumpu na pretlačenie prúdu jednotlivých buniek cez mikroskopické zúženie, kde sú bunky vystavené hydrodynamickému šmykovému namáhaniu a tlaku.
Deformovateľnosť buniek je užitočným spôsobom diagnostiky chorôb, najmä invazívnosti rakovinových buniek. Schopnosť rakovinových buniek deformovať sa znamená, že sú lepšie schopné napadnúť iné bunky, čo vedie k metastázam nádoru.
Metóda RT-FDC dokáže analyzovať až 1 000 buniek za sekundu, čo je 36 000-krát rýchlejšie ako staršie, tradičnejšie metódy analýzy deformovateľnosti buniek. Pri prechode každej bunky sa urobí obraz, pričom sa posúdia jej fyzikálne vlastnosti a rozlíšia sa podtypy tkanivových buniek iba podľa obrazu.
„Pri tradičných metódach analýzy vzorky biopsie sa patológ môže pozerať len na bunky,“ povedala Markéta Kubánková, spoluautorka štúdie. „Môžeme vykonať fyzické vyšetrenie jednotlivých buniek a to nám poskytne oveľa viac informácií, s ktorými môžeme pracovať“.
Pozorovanie fyzickej štruktúry bunky však na diagnostické účely nestačí. Vedci teda pridali umelú inteligenciu vo forme modelu strojového učenia, ktorý vyhodnocuje údaje získané pomocou RT-FDC a rýchlo hodnotí, či vzorka biopsie obsahuje nádorové bunky.
Celý proces, od spracovania vzorky až po analýzu dát, trval menej ako 30 minút. To znamená, že ho možno vykonať, kým je pacient stále na operačnom stole a výsledky sa poskytnú chirurgovi bez potreby zapojenia patológa.
Vedci tvrdia, že je to výhoda, pretože nie je vždy možné zohnať patológa počas chirurgického zákroku, čo znamená, že v niektorých prípadoch nie je možné vzorky analyzovať, kým sa operácia neskončí.
„V závislosti od výsledku to často znamená, že o niekoľko dní neskôr sa pacient musí vrátiť do nemocnice na ďalšiu operáciu,“ uviedli vedci.
Okrem testovania na rakovinové nádory sa prístroj používal aj na detekciu zápalu tkaniva v modeli zápalového ochorenia čriev. Výskumníci dúfajú, že ich nová metóda bunkovej analýzy bude jedného dňa použitá v klinickom prostredí.
„Bol to dôkaz koncepčnej štúdie – táto metóda dokázala veľmi rýchlo presne určiť prítomnosť nádorového tkaniva v našich vzorkách,“ povedala Despina Soteriou, spoluautorka štúdie. „Ďalším krokom bude pokračovať vo veľmi úzkej spolupráci s klinickými lekármi, aby sme určili, ako možno túto metódu najlepšie preniesť na kliniku“.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Nature Biomedical Engineering.
