In plaats van dagen te moeten wachten, zouden darmkankerpatienten al binnen een half uur na een biopsie een gericht advies moeten kunnen krijgen voor verdere behandeling. Wetenschappers van het Prodi-Centrum voor Eiwitdiagnostiek op de Ruhr Universiteit Bochum (RUB) hebben een methode gevonden waarmee die versnelling haalbaar wordt.
Ze hebben gebruik gemaakt van infrarood microscopen op basis van kwantumcascade lasers om de monsters van darmkanker markervrij en geautomatiseerd te classificeren. Met behulp van kunstmatige intelligentie waren de onderzoekers in staat om binnen 30 minuten met grote nauwkeurigheid onderscheid te maken tussen verschillende tumortypen en te bepalen welk type tumor het is. Volgens de wetenschappers stelt dit hen in staat om met meer zekerheid beslissingen te nemen over de keuze van een therapie.
Microsatellieten
Bij kanker wordt onderscheid gemaakt tussen microsatellietstabiele (MSS) en microsatellietonstabiele (MSI) tumoren. Microsatellieten zijn meestal functieloze, korte DNA-sequenties die vaak worden herhaald. Patiënten met MSI-tumoren hebben een significant hoger overlevingspercentage, aangezien het mutatiepercentage van kankercellen ongeveer 1000 keer zo hoog is en de cellen dus minder groeien. Daarnaast is de innovatieve immuuntherapie succesvoller bij patiënten met MSI-tumoren. “Het is daarom belangrijk voor de prognose en de beslissing voor een therapie om te weten wat voor soort tumor het is”, zegt Prof. Dr. Anke Reinacher-Schick, hoofd van de afdeling Hematologie en Oncologie van de RUB. De gangbare diagnose wordt altijd uitgevoerd door immunohistochemische kleuring van weefselmonsters en een daaropvolgende complexe genetische analyse.
Prof. Dr. Klaus Gerwert die Biofysica-afdeling van de RUB leidt en zijn collega’s hadden in eerdere studies al aangetoond dat infrarood-beeldvorming werkt als een diagnostisch hulpmiddel voor de classificatie van weefsel. Deze methode vereist geen voorafgaande kleuring of andere markering, omdat het ook automatisch kankerweefsel herkent met behulp van kunstmatige intelligentie. En het is beduidend sneller dan de conventionele differentiële diagnose van de microsatellietstatus. Het duurt ongeveer een dag, terwijl de nieuwe methode het mogelijk maakt om al na een half uur een diagnose te stellen.
De doorslaggevende verbetering van de methode ligt in het feit dat ze is uitgebreid tot het opsporen van moleculaire veranderingen in het weefsel, zeggen de onderzoekers. Voorheen waren alleen morfologische visualisaties van het weefsel mogelijk. “Dit is een grote stap die laat zien dat infrarood-beeldvorming een veelbelovende methode kan worden in de toekomstige diagnostiek en therapievoorspelling”, aldus Klaus Gerwert.
Haalbaarheidsstudie
In een haalbaarheidsstudie van de nieuwe procedure met 100 patiënten werden alle MSI-tumoren correct gedetecteerd en geclassificeerd. Er zijn echter ook enkele niet-MSI-tumoren ten onrechte als zodanig geïdentificeerd. Er wordt momenteel een uitgebreid klinisch onderzoek uitgevoerd. “De methodologie is ook interessant omdat er zeer weinig monstermateriaal wordt gebruikt, wat met steeds meer toepasbare technieken een doorslaggevend voordeel kan zijn in de hedendaagse diagnostiek”, zegt Prof. Dr. Andrea Tannapfel van het Instituut voor Pathologie van de RUB.
In de toekomst zal de methode worden ingevoerd in de klinische workflow om te weten te komen hoe groot het voordeel is voor de precisie-oncologie. “Een snelle en nauwkeurige diagnose is van groot belang vanwege de steeds gerichter wordende therapie van oncologische aandoeningen”, legt Anke Reinacher-Schick uit, die samen met Tannapfel het registeronderzoek heeft geïnitieerd.
De wetenschappers hebben de resultaten van hun onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports. Het werk werd gesponsord door de Ministerie van Cultuur en Wetenschap van de deelstaat Noordrijn-Westfalen.