To osiągnięcie naukowców może otworzyć drogę do wczesnej diagnozy klinicznej u osób zagrożonych, a także do oceny leczenia raka trzustki.
Groźna odmiana nowotworu
Rak trzustki jest jedną z najczęstszych przyczyn zgonów z powodu nowotworów na świecie, między innymi piątą wśród kobiet i szóstą wśród mężczyzn w Polsce. Niestety, choroba ta jest zazwyczaj diagnozowana w zaawansowanym stadium ze względu na niespecyficzne objawy, takie jak ból brzucha, niewyjaśniona utrata wagi, nowo rozpoznana cukrzyca czy żółtaczka. Gdy rak zostaje wykryty późno, leczenie jest trudne, a rokowania niekorzystne. Zgodnie z najnowszymi statystykami US National Cancer Institute, gdy choroba jest nadal w stadium lokalnym, szacowany pięcioletni wskaźnik przeżycia wynosi 44 proc. Ale gdy już wystąpią przerzuty, wskaźnik ten spada do około 3 proc.
Trudna diagnostyka trzustki
95 proc. przypadków raka trzustki to tzw. gruczolakoraki przewodowe trzustki (PDAC), a wiele z nich rozwija się z przednowotworowej zmiany zwanej śródnabłonkową neoplazją trzustki (PanIN). Dlatego wykrywanie zmian przednowotworowych dla PDAC - czyli głównie PanIN ma krytyczne znaczenie dla diagnozy choroby na wczesnym etapie i zrozumienia biologii PanIN.
O ile na przykład w raku jelita grubego chorobę można stosunkowo łatwo rozpoznać, a nawet usunąć polipy jelitowe podczas kolonoskopii, zanim rozwinie się rak, problem z rakiem trzustki leży w braku nieinwazyjnych narzędzi diagnostycznych do wczesnego wykrywania choroby. Uniemożliwia to również badanie biologii PanIN i genezy guzów trzustki u ludzi.
Przełomowe odkrycie
Zespół naukowców pod przewodnictwem Noama Shemesha z Champalimaud Research oraz Carlosa Bilreiro z Centrum Klinicznego Champalimaud w Lizbonie dokonał przełomu, za pomocą formy MRI zwanej obrazowaniem tensora dyfuzji (DTI), którą wykorzystano do diagnozowania stanu trzustki.
"DTI to metoda, która opiera się na dyfuzji cząsteczek wody wewnątrz tkanek. Ponieważ cząsteczki wody dyfundują wewnątrz komórek i oddziałują ze ścianami komórkowymi i innymi mikroskopijnymi obiektami, służą jako endogenny (pochodzący z samego organizmu) znacznik mikrostruktury tkanek” - powiedział Noam Shemeshcytowany przez PAP.
MRI tensora dyfuzji jest zazwyczaj używane do obrazowania mózgu, ale nie wyklucza to jego zastosowania w innych narządach. Metodę wynaleziono 30 lat temu, więc nie jest nowa, a tylko nowatorsko zastosowana, co ułatwiło procedury badawcze - praktycznie każda aparatura do MRI ma już wbudowaną opcję DTI.
Badanie opublikowane w "Investigative Radiology" dowodzi, że DTI może być skutecznym narzędziem w nieinwazyjnej diagnostyce przednowotworowych zmian w trzustce.
Badacze przeprowadzili szereg eksperymentów na modelach zwierzęcych i ludzkich. Na początku wykorzystali ultrawysokopolowy skaner MRI o mocy 16,4 Tesli do obrazowania próbek tkanki trzustki transgenicznych myszy predysponowanych do rozwoju PanIN.
Szereg badań
Naukowcy zaczęli od obrazowania próbek tkanki trzustki transgenicznej myszy w jednym z najsilniejszych skanerów MRI na świecie, który laboratorium Shemesha nabyło w 2015 r.: ultrawysokoprądowym urządzeniu MRI wytwarzającym pole magnetyczne o natężeniu 16,4 Tesli (T). Dla porównania: w praktyce klinicznej zazwyczaj używa się skanerów 1,5T lub 3T. Następnie obrazy DTI każdej próbki zostały skonfrontowane z analizą histologiczną tej samej próbki, aby ustalić, czy zaobserwowane mikrostrukturalne zmiany pasowały do zmian widocznych w histologii próbek. Okazało się, że dopasowanie było bardzo dokładne.
Zespół wykazał ponadto, że zmiany te można wykryć u żywych myszy transgenicznych (in vivo). "Zrobiliśmy to za pomocą naszego drugiego dużego magnesu, skanera 9,4 Tesli - wyjaśnił Shemesh. - Wykonaliśmy również obrazowanie myszy w wielu punktach czasowych na naszym małym skanerze 1 Tesli, co jest odpowiednikiem klinicznego urządzenia MRI".
Na koniec autorzy badań wykonali obrazowanie próbek tkanek ludzkich. "Uzyskaliśmy próbki od pacjentów i wykazaliśmy, że nasze wyniki można odnieść także do ludzi - wskazał Shemesh. - Pobraliśmy części ludzkich trzustek i zeskanowaliśmy je w ten sam sposób, w jaki zrobiliśmy to z próbkami myszy. Histologia i patologia próbek wykazały, że DTI jest również skuteczne i efektywne w wykrywaniu zmian u ludzi".
"Nasza praca stanowi dowód koncepcji i podstawę do przeprowadzenia próby na ludziach, przy użyciu metody, która jest już zasadniczo wdrożona" - podsumował naukowiec.
