Nieinwazyjny test oferuje szybką diagnozę raka skóry

nowa technika obrazowania może wykrywać nowotwory skóry bez inwazyjnej biopsji

naukowcy finansowani przez Narodowy Instytut obrazowania biomedycznego i Bioinżynierii opracowali nieinwazyjną technikę obrazowania, która dokładnie wykrywa raka skóry bez biopsji chirurgicznej. Mikroskopia multifotonowa mitochondriów-małych organelli wytwarzających energię w komórkach-dokładnie zidentyfikowanych czerniaków i raków podstawnokomórkowych poprzez wykrywanie nieprawidłowych skupisk mitochondriów w obu typach raka skóry.

rak skóry jest najczęstszym rodzajem raka w USA i większość rodzajów raka skóry jest wysoce uleczalna, zwłaszcza jeśli zostanie wykryta wcześnie. „Technologia opracowana tutaj ma potencjał, aby wykrywanie nowotworów skóry było niezwykle szybkie i możliwe na bardzo wczesnym etapie”, mówi dr Behrouz Shabestari, dyrektor programu NIBIB w zakresie obrazowania optycznego i spektroskopii. „Zamiast pobierać próbkę biopsji, która musi zostać przetworzona, a następnie zbadana pod mikroskopem przez patologa, system ten polega po prostu na patrzeniu pod mikroskopem na skórę pacjenta i ustaleniu, czy jest ona nowotworowa, czy nie, w ciągu kilku minut.”

grupa międzynarodowych współpracowników kierowanych przez współautorkę Irene Georgakoudi, Ph.D., z Wydziału Inżynierii Biomedycznej w Tufts, odkryła, że mitochondria zachowują się zupełnie inaczej w zdrowej tkance niż w tkance nowotworowej. Wykorzystali technikę mikroskopii laserowej, która wykorzystuje charakterystykę kluczowej cząsteczki w mitochondriach, dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (nadh), który jest centralny do produkcji energii. Odkryli, że NADH, który naturalnie fluoryzuje bez wstrzykiwania barwnika lub środka kontrastowego do badanych osób, można wykryć za pomocą mikroskopii wielofotonowej w celu dostarczenia diagnostycznie użytecznych informacji na temat organizacji mitochondriów w komórkach skóry.

„system pozwala nam uzyskać obrazy pojedynczych komórek o bardzo wysokiej rozdzielczości bez konieczności fizycznego cięcia tkanki”, wyjaśnia Georgakoudi. „Dzięki tej technice odkryliśmy, że w normalnych komórkach mitochondria rozprzestrzeniają się w całej komórce w formie pajęczyny. Odwrotnie, nowotworowe komórki skóry wykazują bardzo inny wzór z mitochondriami znajdującymi się w grudkach lub skupiskach zwykle w centrum komórki wzdłuż granicy jądra.”

w tym badaniu technikę testowano u 10 pacjentów z rakiem skóry (czerniak lub rak podstawny) i u czterech, którzy nie mieli raka skóry. Wyniki obrazowania porównano z tradycyjnymi wynikami biopsji uzyskanymi u każdego pacjenta. Wyniki wykazały, że technika obrazowania prawidłowo zidentyfikowała raka skóry u wszystkich 10 pacjentów z rakiem i nie postawiła fałszywych diagnoz u czterech osób bez raka skóry.

Georgakoudi szacuje, że ten test może być rutynowo stosowany w gabinetach lekarskich w ciągu pięciu lat, chociaż metka 100 000 USD za laser używany w tym mikroskopie może ograniczyć placówki medyczne, które byłyby w stanie dokonać takiej inwestycji. „Tańsze lasery są na horyzoncie”, podsumowuje Georgakoudi. „Jednak takie podejście umożliwiłoby lekarzowi szybką diagnozę i natychmiastowe rozpoczęcie leczenia, co ostatecznie mogłoby obniżyć koszty opieki zdrowotnej związane z tymi bardzo częstymi nowotworami.”

naukowcy z Wydziału Inżynierii Biomedycznej Tufts University, Laser Microbeam Program I Wydziału Dermatologii Uniwersytetu Kalifornijskiego Irvine, Wydziału Inżynierii Biomedycznej Uniwersytetu Arkansas i Departamentu Medycyny Prewencyjnej w Maladze, Hiszpania poinformowali o swoich odkryciach w listopadowym wydaniu Science Translational Medicine z 2016 roku.1

to badanie zostało sfinansowane przez National Institutes of Health poprzez grant # p41eb015890 od National Institute of Biomedical Imaging and bioinżynieria. Dodatkowe finansowanie zapewniły American Cancer Society, Fundacja Pożytku Publicznego im. Alexandra S. Onassis oraz Fundacja Arnolda i Mabel Beckman.

1. Obrazowanie dynamiki mitochondriów w ludzkiej skórze ujawnia hipoksję zależną od głębokości i złośliwy potencjał do diagnozy. Pouli D, Balu m, Alonzo CA, Liu z, Quinn KP, Rius-Diaz F, Harris RM, Kelly KM,Tromberg BJ, Georgakoudi I. Sci Transl Med. 2016 Listopad